JP4561205B2

JP4561205B2 - インバータ装置

Info

Publication number: JP4561205B2
Application number: JP2004197068A
Authority: JP
Inventors: 博昭小新; 信一郎岡本; 晃吉武
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2024-07-02
Also published as: JP2006020456A

Description

本発明は、インバータ装置、特に太陽光発電システムや小型燃料電池発電システムの直交変換に用いられ、比較的大電流、高電圧を扱うインバータ装置に関するものである。

住宅用の小型の太陽光発電システムや小型の燃料電池発電システムでは、電力変換に用いるインバータ装置の定格が１〜２ｋＷ程度であり、その中で用いる半導体のスイッチ素子の形態は３つのリード端子のついたＴＯ−３Ｐ型が一般的である．この形態のスイッチ素子は放熱板にネジなどで固定され、曲げたリード端子を配線基板に接続して、配線基板上で回路接続する実装構造が採用される場合が多い。このようなインバータ装置のようなパワー装置に用いる配線基板としては、金属ベース上にパワー回路用の絶縁層と、制御回路用の絶縁層とを夫々形成して、夫々の回路に適した導体によって回路を形成したものが提供されている（例えば特許文献１）。
特開平９−３２６５３６号公報

ところで特許文献１に示されるような配線基板では、比較的高圧の回路を基板面上に配置しているため、互いの導体間距離を確保するために配線基板の面積が拡がり、しかも定格電流に応じた必要な導体断面積を得るために、導体幅を拡げて確保するような場合、更に配線基板の面積が拡がり、結果コストアップになる上に装置の小型化ができないという問題があった。

また拡がった配線基板上に配線の引き回しを行うため、配線インピーダンスが小さくできず、スイッチ素子のサージ電圧を増加させることにより、スイッチ素子の信頼性を損なう恐れや、装置より発生する電磁ノイズを増大させるという問題もあった。

本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、スイッチ素子間の配線が比較的省スペースで構成でき、装置自体の小型化が図れるインバータ装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１の発明では、プリント配線基板に実装するためのリード端子を有するスイッチ素子を複数組み合わせてブリッジ回路を構成するインバータ装置において、前記ブリッジ回路の正／負の一対の電源入力端の一方側に接続される前記各スイッチ素子のリード端子が電気的に接続される金属配線板と、前記電源入力端の他方側に接続される前記各スイッチ素子のリード端子が電気的に接続される別の金属配線板とを絶縁体ベース上に並行立設し、夫々の金属配線板には前記一対の電源入力端間に接続する平滑コンデンサを接続固定する接続片及び前記スイッチ素子のリード端子側に電気的に接続する端子片を、前記両金属配線板の板面間に介在させている絶縁体の上下縁を越えるように突出形成していることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、スイッチ素子と平滑コンデンサとを短い距離で接続でき、結果比較的低インピーダンスの配線によりスイッチ素子のサージ電圧を抑制することができ、発生する電磁ノイズも抑制することが可能となる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記各スイッチ素子から並行突出されるリード端子を等間隔に一直線上に並べて配置するとともに、上記各スイッチ素子間で互いに電気的に共通接続する必要のあるリード端子同士を接続する金属板を配置し、互いの金属板間に介在させる壁体を一体形成した前記絶縁体ベースからなるスイッチ素子モジュールを備え、前記各スイッチ素子は、前記リード端子の配置ラインで仕切られる両側に二列に振り分けて配置されることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、スイッチ素子間の配線が比較的省スペースで構成でき、その結果装置自体を小型に製作することが可能となる。

請求項３の発明では、請求項１の発明において、前記各スイッチ素子のリード端子の配置ラインで仕切られる両側の一方側に前記スイッチ素子に入力する制御信号系の配線群を、他方側に前記スイッチ素子でオンオフされる電力系の配線群を配置して両配線群を両側に分離していることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、信号系の配線と電力系の配線とを分離して両配線系の接触事故などによって信号系の回路破損などを防止することができる。

請求項４の発明では、請求項１又は２の発明において、前記平滑コンデンサは並列接続された複数の電解コンデンサから構成され、前記金属配線板に突出形成する前記接続片は所定間隔をあけて前記金属配線板の両端方向に並ぶように前記絶縁体ベースとは反対側の側縁より突出形成し且つ両金属板の各接続片の突出位置を前記両金属配線板の接続片が交互に並ぶように設定し、各電解コンデンサを夫々のリード端子の突出方向が同じ方向となり、且つ隣り合う電解コンデンサ同士の隣接するリード端子の極性が同じ極性となるように各電解コンデンサを並行配置して夫々のリード端子を対応する各金属配線板の前記接続片に接続固定したことを特徴とする。

請求項４の発明によれば、比較的外形の小さな小型の電解コンデンサを複数用いて所望の容量の平滑コンデンサを得ることができ、また平滑コンデンサと各々の配線距離を短くすることができるため配線上のインピーダンスの低減が図れ、スイッチ素子のサージ電圧を抑制させたり、発生電磁ノイズを低減させることができる。更に小型の電解コンデンサを複数個並列接続するに当たり、同極同士を隣り合わせて配置することにより極間の絶縁距離を保ちながら、各電解コンデンサのリード端子を取り付ける接続片の形状を大面積化でき、そのため更なる配線上のインピーダンスの低減が図れ、スイッチ素子のサージ電圧の抑制や、発生電磁ノイズの低減効果を増大させることができる。

請求項５の発明では、請求項１，２又は４の発明において、前記両金属配線板は両端が絶縁体ベースの両端上で固定されるもので、絶縁体ベースの両端部には一方の金属配線板の両端を固定する部位の面と他方の金属配線板の両端を固定する部位の面とを異なる高さとする段差面を形成していることを特徴とする。

請求項５の発明によれば、平滑コンデンサの両極の端子となる金属配線板の固定部位の絶縁距離を確保することができる。

本発明は、スイッチ素子間の配線が比較的省スペースで構成でき、その結果装置自体を小型に製作することが可能となるという効果がある。

以下本発明を実施形態により説明する。
（実施形態１）
まず本実施形態のインバータ装置に用いる回路構成について図７により簡単に説明する。

図示するインバータ装置は、太陽電池或いは燃料電池などの直流電源部１に平滑コンデンサＣ０、リアクトルＬ、スイッチ素子Ｑ０、更に平滑コンデンサＣ１及び逆流素子用ダイオードＤを含めた昇圧チョッパからなる昇圧部２と、４つのスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４からなるブリッジ回路３、該ブリッジ回路３の出力端に接続して出力波形を正弦波とするローパスフィルタ回路４、ローパスフィルタ回路４から出力される正弦波となったインバータ出力を接続する系統との連系を解除するための解列器５からなるインバータ部６と、インバータ部６のインバータ出力を系統に接続するための端子台７、昇圧部２のスイッチ素子Ｑ０のスイッチングを制御するとともにブリッジ回路３のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチングを制御し、また解列器５を制御するマイクロコンピュータ８などを含めた制御部９とで構成され、例えば、ＡＣ２００Ｖのインバータ出力を発生して系統には単相３線として接続するようなっている。

ここで本発明のインバータ装置は、図１に示すように主要構成要素である昇圧部２のスイッチ素子Ｑ０、ダイオードＤ、平滑コンデンサＣ１、ブリッジ回路３のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４及び制御部９のドライブ回路等の素子を実装したプリント配線基板１０及び放熱板１１を後述する合成樹脂成形品からなる絶縁体ベース１２を中心に組み付けて構成されるスイッチ素子モジュール１３を、図８（ａ）（ｂ）に示す取り付けベース１４に昇圧部２のリアクトルＬ、ローパスフィルタ回路４のインダクタＬ１、Ｌ２やコンデンサＣ２、更に制御部９のその他の回路素子を実装したプリント配線基板１５、更に端子台７、直流電源部１を接続すための端子台１６等を含めたその他の回路要素とともに取り付けており、本発明の特徴部分はスイッチ素子モジュール１３の構成にある。

スイッチ素子モジュール１３の中心となる構成要素の絶縁体ベース１２は図２に及び図３に示すように図において上面（尚以後で上下の方向は図２に基づくもとのする）からみた形状が長方形であって、長手方向の両端部の下面には放熱板１１に載置する脚部１７、１７を一体に突出形成し、これらの脚部１７に対応する絶縁体ベース２の上面部には段差面を形成している。この段差面の上段面１８Ａ、下段面１８Ｂは夫々は後述する金属配線板１９Ａ、１９Ｂの両端に設けた取り付け片２０、２０を載置して螺子固定する固定部となっており、夫々の段面１８Ａ、１８Ｂには螺子挿通孔２１の一端が開口している。取り付け片２０側にも対応する螺子挿通孔２９を穿設してある。

また絶縁体ベース１２の一端側では上段面１８Ａ近傍の上面に脚部１７下面に貫通する螺子挿通孔２２が開口し、同様に他端側では下段面１８Ｂ近傍の上面に脚部１７下面に貫通する螺子挿通孔２２が開口し、これら螺子挿通孔２２を介して取り付け螺子２３を放熱板１１側の螺子孔に螺入して固定することで、絶縁体ベース１２を固定できるようなっている。そして脚部１７、１７間の絶縁体ベース１２の下面と放熱板１１の上面との空間がスイッチ素子Ｑ０、Ｑ１〜Ｑ４及びダイオードＤの素子部を配置する空間となる。

また両端の上段面１８Ａ、１８Ａ間で且つ螺子挿通孔２２の開口より内側よりの位置には、プリント配線基板１０を取り付けるための支持片２４ａ、２４ｂを一体に立設している。これらの支持片２４ａ、２４ｂの内一方の支持片２４ａには中央部に上端から下端に至るスリット孔２５ａを形成し、他方の支持片２４ｂには支持片２４ｂの対向面にスリット孔２５ａと対向するスリット溝２５ｂを形成し、取り付けるプリント配線基板１０の一方の側端をスリット溝２５ｂに上端開口からスライドさせて係入し、プリント配線基板１０の他方側をスリット孔２５ａの上端から嵌め込んでスライドさせて係入しプリント配線基板１０の他端を支持片２４ｂの外側面から突出させ、プリント配線基板１０を両支持片２４ａ、２４ｂで支持するようになっている。

さて、絶縁体ベース１２の短手方向を二分する中央線上よりもやや片側に偏倚した位置の絶縁体ベース１２には両端方向に等間隔に１８個のリード端子用の挿通孔２６_１〜２６_１８を穿孔してある。絶縁体ベース１２の上面側では、壁体２７によって囲まれた凹平面が形成されている。この凹平面を詳説すると、絶縁体ベース１２の短手方向の一方側（挿通孔２６の位置に近い方）には左端から１番目、３番目、５番目の挿通孔２６_１、２６_３、２６_５が開口している山字状の凹平面３０ａが形成され、この凹平面３０ａの右方には８番目、１０番目の挿通孔２６_８、２６_１０が開口している略コ字型の凹平面３０ｂが形成され、更に右方向には１４番目、１６番目の挿通孔２６_１４、２６_１６が開口している略コ字型の凹平面３０ｃが形成されており、これらの凹平面３０ａ乃至３０ｃは絶縁体ベース１２の短手方向の一方側で開口している。

また２番目、４番目、６番目、７番目、９番目、１１番乃至１３番目、１５番目、１７番目、１８番目の挿通孔２６_２、２６_４、２６_６、２６_７、２６_９、２６_１１乃至２６_１３、２６_１５、２６_１７、２６_１８に対しては夫々独立した凹平面３０ｄが形成されており、これら凹平面３０ｄは絶縁体ベース１２の短手方向の他方側で開口している。そして９番目の挿通孔２６_９が開口している凹平面３０ｄと、１１番目の挿通孔２６_１１が開口している凹平面３０ｄとの間には凹平面３０ｃの１０番目の挿通孔２６_１０が開口している部位に連通する凹平面３０ｄ’が形成され、また同様に１５番目の挿通孔２６_１５が開口している凹平面３０ｄと、１７番目の挿通孔２６_１７が開口している凹平面３０ｄとの間には凹平面３０ｃの１６番目の挿通孔２６_１６が開口している部位に連通する凹平面３０ｄ’が形成されている。

ここで凹平面３０ａには図４（ａ）に示す山字状に打ち抜き形成した図４（ａ）に示す金属板３１ａが、また凹平面３０ｂ、３０ｃには図４（ｂ）に示す略コ字状に打ち抜き形成した金属板３１ｂが、また挿通孔２６_１１及び２６_１７に対応する凹平面３０ｄ以外の凹平面３０ｄには図４（ｄ）に示す延長片３２を形成した矩形状の金属板３１ｃ、挿通孔２６_１１及び２６_１７に対応する凹平面３０ｄには図４（ｄ）に示す矩形状の金属板３１ｄが図３に示すように夫々配置されるようになっている。そしてこれら金属板３１ａ〜３１ｄには配置されたときに夫々の凹平面３０ａ〜３０ｄの挿通孔２６_１〜２６_１８の開口に連通する孔３３が穿孔されており、これら孔３３は絶縁体ベース１２の下面側から挿通孔２６_１〜２６_１８を介して挿通される各スイッチ素子Ｑ０〜Ｑ４及びダイオードＤのリード端子（図示せず）の先部が挿通されるようになっており、これにより各リード端子（図示せず）の先部を金属板３１ａ〜３１ｄに半田付け（溶接）することができるのである。

尚金属板３１ｂは凹平面３０ｃに配置されたときに右脚片の先端から延長形成した延長片３４が対応する凹平面３０ｄ’内に配置されるようになっている。

ここで挿通孔２６_１６〜２６_１８は図７のスイッチ素子Ｑ３のソース用リード端子、ドレイン用リード端子、ゲート用リード端子に、挿通孔２６_１３〜２６_１５はスイッチ素子Ｑ４のゲート用リード端子、ドレイン用リード端子、ソース用リード端子に、挿通孔２６_１０〜２６_１２はスイッチ素子Ｑ１のソース用リード端子、ドレイン用リード端子、ゲート用リード端子に、更に挿通孔２６_７〜２６_９はスイッチ素子Ｑ２のゲート用リード端子、ドレイン用リード端子、ソース用リード端子に、挿通孔２６_４〜２６_６はスイッチ素子Ｑ０のソース用リード端子、ドレイン用リード端子、ゲート用リード端子に夫々対応し、更に挿通孔２６_１及び２６_３はダイオードＤのアノード用リード端子、挿通孔２６_２はカソード用リードに対応しており、これによって金属板３１ａがダイオードＤのアノードと、スイッチ素子Ｑ０のドレインとを共通接続し、隣りの金属板３１ｂがスイッチ素子Ｑ１のソースとスイッチ素子Ｑ２のドレインとを共通接続し、更に右隣りの金属板３１ｂがスイッチ素子Ｑ３ソースとスイッチ素子Ｑ４のドレインとを共通接続する導電体を構成することになる。

ところで図７の回路で示すようにスイッチ素子Ｑ１、Ｑ３のドレイン、つまりブリッジ回路３の電源入力端の正側には平滑コンデンサＣ１の＋極側に、スイッチ素子Ｑ０、Ｑ２、Ｑ４のソース、つまりブリッジ回路３の電源入力端の負側には平滑コンデンサＣ１の−極に夫々接続されるのであるがこれらの接続を担うのが上述した金属配線板１９Ａ、１９Ｂであり、＋極側となる金属配線板１９Ａは図５に示すように長手方向の両端の下縁より板面に直交する方向に折り曲げた取り付け片２０を夫々一体に形成するとともに、取り付け片２０、２０間の下縁からは下方に向けて３つの端子片４０_１〜４０_３を所定間隔で突出形成し、また上縁からは上方に向けて４つの接続片４１_１〜４１_４を等間隔に突出形成している。端子片４０_１乃至４０_３は挿通孔２６_２、２６_１１、２６_１７を夫々開口している凹平面３０ｄに対応しており、Ｌ字状に折り曲げてある下端部を対応する凹平面３０ｄ内に配置される金属板３１ｃの上面に半田付け（溶接）されることで、ダイオードＤのカソード、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ３のドレインを共通接続する導体を構成する。

−極の金属配線板１９Ｂは図６に示すように長手方向の両端の下縁より板面に直交する方向に折り曲げた取り付け片２０を夫々一体に形成するとともに、取り付け片２０、２０間の下縁からは下方に向けて３つの端子片４２_１〜４２_３を所定間隔で突出形成し、また上縁からは上方に向けて４つの接続片４３_１〜４３_４を等間隔に突出形成している。端子片４２_１〜４２_３は挿通孔２６_４、２６_１０、２６_１５を夫々開口している凹平面３０ｄに対応しており、Ｌ字状に折り曲げてある下端部を対応する凹平面３０ｄ内に配置される金属板３１ｃの上面に半田付け（溶接）されることで、スイッチ素子Ｑ０、Ｑ２、Ｑ４のソースを共通接続する導体を構成する。

ここで金属配線板１９Ａの接続片４１_１〜４１_４と、金属配線板１９Ｂの接続片４３_１〜４３_４は絶縁体ベース１２上に金属配線板１９Ａ、１９Ｂを取り付けたときに、所定間隔で交互に配置されるように夫々の間隔が設定されているもので、平滑コンデンサＣ１を合成によって構成する電解コンデンサＣ１１〜Ｃ１７のリード端子（図示せず）を挿通して半田付け（溶接）するための接続孔４４を夫々穿孔しており、両端に位置する接続片４１_１、４３_４には１つの接続孔４４を、残りのものには両側に夫々１ずつ接続孔４４を穿孔し、隣接する接続片同士の隣り合う接続孔４４の間隔を等間隔としている。

而して各スイッチ素子Ｑ０〜Ｑ４及びダイオードＤや各構成要素を組み付けることでスイッチ素子モジュール１３を組み立て上げるに当たり、まず放熱板１１上に絶縁シート４５を介してスイッチ素子Ｑ０〜Ｑ４及びダイオードＤを螺子３５及びナット３６により固定する。この際ダイオードＤ、スイッチ素子Ｑ２、Ｑ４を横一列に配置するとともに、この列に並行する形でスイッチ素子Ｑ０、Ｑ１、Ｑ３を横一列に配置する。尚両列の素子部の配置は千鳥配置としている。また素子部から突出させている夫々のリード端子（図示せず）を対向する方向に向けるとともに、夫々のリード端子（図示せず）の上向きに折り曲げた先端部を直線上に一列に並べ、且つその間隔を上記挿通孔２６_１〜２６_１８の間隔に合わせておく。

次いで挿通孔２６_１〜２６_１８に対応する素子のリード端子（図示せず）の先端部を下面側から挿通させるように絶縁体ベース１２を放熱板１１上に絶縁シート４５を介して配置して螺子固定する。このとき各素子部は頭部を絶縁体ベース１２より外側に露出させる形で絶縁体ベース１２の下面と放熱板１１の上面とで形成される空間内に収まる。

本実施形態では、上述のように素子部を二列に振り分けて配置することにより、全ての素子部を同じスペースで横一列に配置する場合に比べて、素子部の頭部に露出している電極間の絶縁距離を確保することができるのである。

さて絶縁体ベース１２の固定配置後に、各凹平面３０ａ〜３０ｄに対応する金属板３１ａ〜３１ｄを配置して各リード端子（図示せず）の先端部を金属板３１ａ〜３１ｄの上面側に挿通孔２６_１〜２６_１８を介して露出させる。この状態で各リード端子（図示せず）を金属板３１ａ〜３１ｄに半田付け（溶接）して固定するとともに電気的に接続する。また金属板３１ａの上面にリアクトルＬ側に接続するための接続線の一端を半田付け（溶接）する。また金属板３１ｂ、３１ｃからはローパスフィルタ回路４とブリッジ回路３の出力端とを接続する接続線の一端を夫々半田付け（溶接）する。これら電力系の接続線はプリント配線基板１０とは反対側から導出して、信号系とは分離する。つまり各スイッチ素子Ｑ０〜Ｑ４及びダイオードＤのリード端子（図示せず）の配置ラインで仕切られる両側の一方側にスイッチ素子Ｑ０〜Ｑ４に入力する制御信号系の配線群を、他方側に前記スイッチ素子Ｑ０〜Ｑ４でオンオフされる電力系の配線群を配置して両配線群を両側に分離しているのである。

この後、金属配線板１９Ａ、１９Ｂを夫々の両端に形成した取り付け片２０を用いて段差面の上段面１８Ａ、下段面１８Ｂに螺子５０により固定する。この場合螺子５０を螺子挿通孔２１に挿通し、脚部１７に形成した凹部５１に配置したナット（図示せず）に螺入締結する。またこの固定の際に金属配線板１９Ａ、１９Ｂの板面間には図９（ａ）に示すようにシート状絶縁体５３を介在させて両金属配線板１９Ａ、１９Ｂを電気的に絶縁している。この絶縁体５３は下端を絶縁体ベース１２の上面に載置した状態で、上端位置が金属配線板１９Ａ、１９Ｂの接続片４１_１〜４１_４、４３_１〜４３_４の基端位置よりも高くなるような、高さ方向の幅を持つものである。尚、各金属配線板１９Ａ、１９Ｂの端子片４０_１〜４０_３、４２_１〜４２_３は絶縁体５３の下端より下方へ突出する。

さて絶縁体ベース１２上に金属配線板１９Ａ、１９Ｂを固定立設した後、平滑コンデンサＣ１を構成する電解コンデンサＣ１１〜Ｃ１７の＋極、及び−極のリード端子（図示せず）を接続片４１_１〜４１_４、４３_１〜４３_４の接続孔４４を挿通して利用して接続片４１_１〜４１_４又は４３_１〜４３_４に半田付け（溶接）するのであるが、この際金属配線板１９Ａが＋極、金属配線板１９Ｂが−極に対応するため、接続片４１_１の接続孔４４には電解コンデンサＣ１１の＋極のリード端子（図示せず）を、隣接する接続片４３_１の一方の接続孔４４には電解コンデンサＣ１１の−極のリード端子（図示せず）を夫々挿通して半田付け（溶接）する。この電解コンデンサＣ１１に隣接する電解コンデンサＣ１２は−極のリード端子（図示せず）を電解コンデンサＣ１１の−極のリード端子（図示せず）に隣接並行するように配置され、−極のリード端子（図示せず）を接続片４３_１の他方の接続孔４４に挿通して半田付け（溶接）し、また＋極のリード端子（図示せず）を隣接する接続片４１_２の一方の接続孔４４に挿通して半田付け（溶接）する。このようにして各電解コンデンサＣ１１〜Ｃ１７を隣り合う電解コンデンサと対向するリード端子（図示せず）の極性を同じ極となるように並置して＋極のリード端子（図示せず）を対応する接続片４１_１〜４１_４の接続孔４４に、−極のリード端子（図示せず）を接続片４３_１〜４３_４の接続孔４４に夫々挿通して半田付け（溶接）固定するのである。これにより電解コンデンサＣ１１〜Ｃ１７は並列接続されてその合成容量により大容量の平滑コンデンサＣ１を構成することになる。

そして−極側の配線金属板１９Ｂは昇圧部２のグランド側に接続する接続線が接続されることになる。

次に支持片２４ａ、２４ｂのスリット孔２５ａ、スリット溝２５ｂを利用してプリント配線基板１０を取り付ける。このプリント配線基板１０の下縁には、図１０に示すように各スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４のゲート用リード端子（図示せず）が接続される金属板３０ｃに形成された延長片３２に対向するように、ドライブ回路のゲート信号出力端を構成する配線パターンの端部Ｇが臨んでおり、延長片３２の先部を上向きに折り曲げて対応する配線パターンの端部に接触させ両者を半田付け（溶接）することで各スイッチ素子Ｑ０〜Ｑ４のゲートとが電気的に接続される。また各ゲート信号出力端と対となるグランド電位側端の配線パターンの端部がプリント配線基板１０の下縁に、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ３のソース用リード端子（図示せず）が夫々接続されている各金属板３０ｂの延長片３４或いはスイッチ素子Ｑ０，Ｑ２、Ｑ４のソース用リード端子（図示せず）が接続されている金属板３０ｃの延長片３４に対向するように臨んでおり、上述と同様にこれら配線パターンの端部Ｓを延長片３２又は３４の上向き先部と半田付け（溶接）するのである。

このように半田付け（溶接）することでプリント配線基板１０側のドライブ回路のゲート信号出力端と各スイッチ素子Ｑ０〜Ｑ４のゲートとの間が電気的に接続されることになる。

かようにして各素子及び部材を組み付けることで構成されたスイッチ素子モジュール１３は、上述の取り付けベース１４に取り付け、上述のように金属板３０ａ、３０ｃ及び金属配線板１９Ｂに夫々接続した接続線を所定の回路要素に接続することで、インバータ装置が完成することになる。

尚図９（ｂ）に示すように同一高さ面に取り付け、介在させる絶縁体５３の下端を絶縁体ベース１２に形成している溝５４内に入れても、絶縁沿面距離を稼ぐようにすれば、特に段差面を設けなくても所望の絶縁が確保できる。勿論段差面を設けて金属配線板１９Ａ、１９Ｂを取り付ける場合においても図９（ｃ）に示すように絶縁体５３の下端を絶縁体ベース１２に形成した溝５４内に入れるようにすればより確実な絶縁ができる。

実施形態１のスイッチ素子モジュールを示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。（ａ）は実施形態１に用いる絶縁体ベースの斜視図、（ｂ）はプリント配線基板及び金属板、金属配線板を取り付け状態の絶縁ベースの斜視図である。実施形態１はプリント配線基板及び金属板、金属配線板を取り付け状態の絶縁体ベースの上面図である。（ａ）〜（ｄ）は実施形態１に用いる各金属板の平面図である。実施形態１に用いる金属配線板の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。実施形態１に用いる金属配線板の他例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。実施形態１の要部の回路構成図である。（ａ）は実施形態１の上面図、（ｂ）は一部省略せる側面図である。実施形態１の金属配線板の取り付け例の説明図である。同上に用いるプリント配線基板の一例の正面図である。

符号の説明

Ｑ０〜Ｑ４スイッチ素子
Ｄダイオード
１２絶縁体ベース
１３スイッチ素子モジュール
２７壁体
３０ａ〜３０ｄ、３０ｄ’ 金属板

Claims

プリント配線基板に実装するためのリード端子を有するスイッチ素子を複数組み合わせてブリッジ回路を構成するインバータ装置において、
前記ブリッジ回路の正／負の一対の電源入力端の一方側に接続される前記各スイッチ素子のリード端子が電気的に接続される金属配線板と、前記電源入力端の他方側に接続される前記各スイッチ素子のリード端子が電気的に接続される別の金属配線板とを絶縁体ベース上に並行立設し、夫々の金属配線板には前記一対の電源入力端間に接続する平滑コンデンサを接続固定する接続片及び前記スイッチ素子のリード端子側に電気的に接続する端子片を、前記両金属配線板の板面間に介在させている絶縁体の上下縁を越えるように突出形成していることを特徴とするインバータ装置。
前記各スイッチ素子から並行突出されるリード端子を等間隔に一直線上に並べて配置するとともに、上記各スイッチ素子間で互いに電気的に共通接続する必要のあるリード端子同士を接続する金属板を配置し、互いの金属板間に介在させる壁体を一体形成した前記絶縁体ベースからなるスイッチ素子モジュールを備え、前記各スイッチ素子は、前記リード端子の配置ラインで仕切られる両側に二列に振り分けて配置されることを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
前記各スイッチ素子のリード端子の配置ラインで仕切られる両側の一方側に前記スイッチ素子に入力する制御信号系の配線群を、他方側に前記スイッチ素子でオンオフされる電力系の配線群を配置して両配線群を両側に分離していることを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
前記平滑コンデンサは並列接続された複数の電解コンデンサから構成され、前記金属配線板に突出形成する前記接続片は所定間隔をあけて前記金属配線板の両端方向に並ぶように前記絶縁体ベースとは反対側の側縁より突出形成し且つ両金属板の各接続片の突出位置を前記両金属配線板の接続片が交互に並ぶように設定し、各電解コンデンサを夫々のリード端子の突出方向が同じ方向となり、且つ隣り合う電解コンデンサ同士の隣接するリード端子の極性が同じ極性となるように各電解コンデンサを並行配置して夫々のリード端子を対応する各金属配線板の前記接続片に接続固定したことを特徴とする請求項１又は２記載のインバータ装置。
前記両金属配線板は両端が絶縁体ベースの両端上で固定されるもので、絶縁体ベースの両端部には一方の金属配線板の両端を固定する部位の面と他方の金属配線板の両端を固定する部位の面とを異なる高さとする段差面を形成していることを特徴とする請求項１，２又は４記載のインバータ装置。