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JP2570861B2 - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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Publication number
JP2570861B2
JP2570861B2 JP1159201A JP15920189A JP2570861B2 JP 2570861 B2 JP2570861 B2 JP 2570861B2 JP 1159201 A JP1159201 A JP 1159201A JP 15920189 A JP15920189 A JP 15920189A JP 2570861 B2 JP2570861 B2 JP 2570861B2
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JP
Japan
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circuit
inverter device
component
power supply
base drive
Prior art date
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Application number
JP1159201A
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English (en)
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JPH02290098A (ja
Inventor
一彦 今村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コンバータ部およびインバータ部からな
る主回路部品、この主回路部品を制御する制御部品、電
源回路およびベース駆動回路等から構成されるインバー
タ装置に関する。
〔従来の技術〕
第6図は一般的なインバータ装置の回路図であり、第
7図は従来例のインバータ装置の断面図である。
第6図において、コンバータ部1aとインバータ部1b等
からなる主回路部品3にはこれらを制御する制御部品4
が接続される。制御部品4はCPU、LSI、ROM、RAM等から
なるデジタル回路である。主回路部品3と制御部品4と
の間には電源回路5とベース駆動回路6が接続され、こ
れらのほか、コンバータ部1aとインバータ部1bとの間に
はコンデンサ2が、制御部品4にはV/Fコンバータ7、
操作部8等が接続される。
第7図は前記回路図に基づく各部品の構造を示す。フ
ィン11aと基部11bとからなり、アルミニウム合金で一体
に押出成形される冷却体11の冷却面11cにはコンバータ
部1a、インバータ部1bをパワーモジュール化したモジュ
ール12のほかコンデンサ2が取り付けられ冷却される。
制御部品4は取付台13の上に設けられたガラスエポキシ
基板上にプリント配線したプリント板14の上に実装され
る。電源回路5およびベース駆動回路6は、コンデン
サ、抵抗、トランジスタ、ホトカプラ等の例えば約100
個の部品からそれぞれなるのでプリント板14上にプリン
ト配線される。プリント板14上の制御部品4、電源回路
5およびベース駆動回路6に対し冷却体11上の主回路部
品は図示しない多数のケーブル、コネクタで相互に接続
される。回路全体は冷却体11とプリント板14とに設けた
端子台15(15a,15b)で外部へ引き出され、装置全体は
ケース16で覆われて全閉構造となっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述の従来例では、発熱量の多い主回路のモジュール
12は冷却体11によって良く冷却されるが、ケース16で囲
まれる空間にも放熱する。電源回路5およびベース駆動
回路6は主回路ほどではないが発熱量が多い。しかし両
者を構成する部品点数が多いのでプリント板14に実装し
て回路網が複雑になることを克服している。
したがって、主回路のモジュール12の冷却体11の冷却
による残余の熱量と電源回路5およびベース駆動回路6
の全発熱量とがケース16内に発生する。そのため比較的
発熱量の少ない制御部品4の周囲温度が高くなり、その
耐熱性が問題となったり、ケース16内の空間を多くとっ
て装置全体が大きくなるという問題がある。また主回路
部品3とプリント板14との間に接続のための電線、コネ
クタの数が多いという問題がある。
この発明の目的は、インバータ装置、中でも電源回路
と駆動回路の冷却を促進し、制御部品の周囲温度を低下
させ、あわせて電線およびコネクタによる配線をなるべ
くプリント配線化できるインバータ装置を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
第1の発明は、コンバータ部およびインバータ部から
なる主回路部品と、この主回路部品を制御する制御部品
と、電源回路およびベース駆動回路とからインバータ装
置を構成し、電源回路およびベース駆動回路を金属製プ
リント基板に実装し、この金属製プリント基板および主
回路部品を前記インバータ装置の箱体の外気に曝される
冷却体の冷却面に密着させるとともに、制御部品を実装
したプリント板を前記インバータ装置の箱体内に配置す
る。
第2の発明は、コンバータ部およびインバータ部から
なる主回路部品と、この主回路部品を制御する制御部品
と、電源回路およびベース駆動回路とからインバータ装
置を構成し、制御部品、電源回路およびベース駆動回路
を金属製プリント基板に実装し、この金属製プリント基
板および主回路部品を前記インバータ装置の箱体の外気
に曝される冷却体の冷却面に密着させる。
第3の発明は、コンバータ部およびインバータ部から
なる主回路部品と、この主回路部品を制御する制御部品
と、電源回路およびベース駆動回路とからインバータ装
置を構成し、主回路部品,制御部品,電源回路およびベ
ース駆動回路を金属製プリント基板に実装し、この金属
製プリント基板を前記インバータ装置の箱体の外気に曝
される冷却体の冷却面に密着させる。
第4の発明は、コンバータ部およびインバータ部から
なる主回路部品と、この主回路部品を制御する制御部品
と、電源回路およびベース駆動回路とからインバータ装
置を構成し、主回路部品,電源回路およびベース駆動回
路を金属製プリント基板に実装し、この金属製プリント
基板を前記インバータ装置の箱体の外気に曝される冷却
体の冷却面に密着させるとともに、制御部品を実装した
プリント板を前記インバータ装置の箱体内に配置する。
第5の発明は、コンバータ部およびインバータ部から
なる主回路部品と、この主回路部品を制御する制御部品
と、電源回路およびベース駆動回路とからインバータ装
置を構成し、前記インバータ装置の箱体の外気に曝され
る冷却体の冷却面に固着させた薄膜の絶縁層に導電材料
からなるパターンを形成し、このパターンに主回路部
品,電源回路およびベース駆動回路を実装するととも
に、制御部品を実装したプリント板を前記インバータ装
置の箱体内に配置する。
第6の発明は、第1,4,5の発明のいずれかに記載のも
のにおいて、主回路部品,電源回路およびベース駆動回
路を断熱カバーで覆い、制御部品を実装したプリント板
を前記インバータ装置の箱体内の前記断熱カバー外に配
置する。
〔作用〕
この発明においては、比較的熱量が多く、しかも多数
の部品からなる電源回路およびベース駆動回路は、金属
製プリント基板上に実装されて多数の部品相互間の配線
がプリント化されるとともに、金属製プリント基板を介
して冷却面から冷却される。
また、制御部品あるいは主回路部品も金属製プリント
基板上に実装すれば、回路のほとんどの部品がプリント
配線化されるとともに、冷却が良好になる。
〔実施例〕
第1図はインバータ装置の第1の実施例の断面図、第
2図は第2の実施例の断面図、第3図は第3の実施例の
断面図、第4図は第1図から第3図までのIV部の部分断
面図、第5図は第4の実施例の断面図、第8図は第5の
実施例の断面図であり、いずれも第6図の一般的な回路
図に基づく構造を示し、第7図と同一符号を付けるもの
はおよそ同一機能を持つ。
第1図は第1の実施例に係り、フィン11aと基板11bと
からなりダイカスト等により一体成形される冷却体11の
冷却面11cには主回路部品のモジュールが取り付けられ
ファン21で冷却される。取付台13の上に設けられたガラ
スエポキシ基板上にプリント配線したプリント板14の上
には制御部品4が実装される。コンデンサ2は冷却体11
の外面でフィン11aのない空間に設置されファン21で冷
却される。
冷却面11cには金属製プリント基板22が密着して取り
付けられる。この金属製プリント基板22の上に、比較的
熱量の多い電源回路5およびベース駆動回路6が制御部
品4と離れて表面実装される。
金属製プリント基板22の構造は第4図に示されるよう
に、アルミニウム板等の金属板22aに固着させたエポキ
シ樹脂等の薄膜の絶縁層22bの上に銅等の導電材料から
なるパターン22cを形成する。このパターン22cの上に半
導体チップ、コンデンサ等の電子部品をはんだ付け又は
バンプ(突起電極)等で表面実装する。クロスオーバ配
線22dも可能で、アンダレジスト22e,カバーレジスト22f
を施すとよい。金属製プリント基板22を冷却体11の冷却
面11cに装着するときはサーマルコンパウンドを使用し
たりして、ねじ止めされる。
第1図の構造によれば、プリント基板14と金属製プリ
ント基板22との間には電線による配線が必要であるが、
比較的発熱量の多い電源回路5およびベース駆動回路6
は、それ自身の内部はプリント配線されるし、特に冷却
が改善され制御部品4の耐熱性の問題が解決され、ケー
ス16を過大にすることがない。
第1図の変形として、制御部品4も金属製プリント基
板22に表面実装し、プリント板14を省くこともできるば
かりでなく、制御部品4と電源回路5およびベース駆動
回路6との間の電線による配線が不要となる。
第2図は第2の実施例に係り、冷却体11の冷却面11c
に密着して取り付けられる金属製プリント基板22に表面
実装される電子部品は、制御部品4、電源回路5および
ベース駆動回路6だけでなく、主回路部品3の構成部品
であるコンバータ部1a、インバータ部1bの各半導体チッ
プ23(23a、23b、23c)まで含む。すなわち主回路には
モジュール12を使用せず、チップとして他の電子部品と
ともにプリント配線される。半導体チップ23は金属製プ
リント基板22にボンディングワイヤ24で接続される。
第2図の構造によれば、主回路を構成する多数の半導
体チップ23を含め、制御部品4、電源回路5およびベー
ス駆動回路6の電子部品全てを、一枚の金属製プリント
基板22に実装するから、これらの電子部品全てがプリン
ト配線され、電線による配線がほとんどなくなる。しか
も主回路の半導体チップ23を中間的な部品であるモジュ
ール化する必要がなくなって他の電子部品と同時に実装
することができる。特にモジュールのための樹脂封止が
なく、半導体チップ23は直接に金属製プリント基板22に
取り付けられ冷却体11によって冷却されるので、冷却は
更に改善され、ケース16も更に小さくなる。
第3図は第3の実施例に係り、金属製プリント基板22
には、電源回路5およびベース駆動回路6とともに、主
回路部品3のモジュール12が実装される。制御部品4は
プリント板14に実装するが、プリント板14を使用せず制
御部品4も金属製プリント基板22に実装してもよい。
第1図から第3図までの実施例において、冷却体11は
フィン11aを持たない単純な平板としてもよい。
第5図は第4の実施例に係り、インバータ装置を収納
する箱体61の一部を金属製の冷却面62としてその外側に
フィン62aを一体成形し、その冷却面62に直接に金属製
プリント基板を形成する。すなわち箱体61の一部である
冷却面62にエポキシ樹脂等の薄膜の図示しない絶縁層を
固着し、その上に導電材料からなる図示しないパターン
を形成する。第4図を採用するならば、第4図の金属板
22aを第5図のフィン62aを持つ冷却面62とするものであ
る。
第5図において第1図から第3図までと同一符号を付
けるものはおよそ同一機能を持ち、冷却面62の絶縁層と
パターン上にモジュール12を取り付け、電源回路5およ
びベース駆動回路6を表面実装する。制御部品4はプリ
ント板14に実装するが、冷却面62に他の部品と合わせて
実装すればプリント板14は省ける。またモジュール12に
代わり半導体チップ23として実装してもよい。
第8図は第5の実施例に係り、フィン11aと基板11bと
からなりダイカスト等により一体成形される冷却体11の
冷却面11cには主回路部品のモジュール12が取り付けら
れる。電源回路5およびベース駆動回路6は金属製プリ
ント基板22を介して冷却体11に密着して取り付けられ
る。
モジュール12、電源回路5およびベース駆動回路6は
箱体16内の発泡樹脂等からなる断熱カバー71で覆われ、
箱体16内で断熱カバー71外には制御部品4、端子台15b
等を取り付けたプリント板14が配置される。主回路部品
等のための端子台15aは断熱カバー71の断熱性を害なわ
ないように気密性を保って断熱カバー71をくぐってい
る。
第8図の変形として、モジュール12を半導体チップと
して冷却体11に実装したり、冷却体11そのものがフィン
を備えた金属製プリント基板としたり、断熱カバー71内
を更に主回路部品側と他の回路側とに断熱の仕切りを設
けたりすることもできる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、比較的発生熱量が多い電源回路お
よびベース駆動回路とが金属製プリント基板を介して箱
体の冷却面から良好に冷却されるので、制御部品の耐熱
性が問題にならず、また電源回路およびベース駆動回路
が金属製プリント基板上に実装されて多数の部品相互間
の配線がプリント化されるので、ケースすなわちインバ
ータ装置全体を小さくすることができる。
さらに、制御部品あるいは主回路部品も金属製プリン
ト基板上に実装すれば、回路のほとんどの部品がプリン
ト配線化されるとともに、冷却が良好になる。
【図面の簡単な説明】
第1図はインバータ装置の第1の実施例の断面図、第2
図は第2の実施例の断面図、第3図は第3の実施例の断
面図、第4図は第1図から第3図までのIV部の部分断面
図、第5図は第4の実施例の断面図、第6図は一般的な
インバータ装置の回路図、第7図は従来例のインバータ
装置の断面図、第8図は第5の実施例の断面図である。 1a……コンバータ部、1b……インバータ部、2……コン
デンサ、3……主回路部品、4……制御部品、5……電
源回路、6……ベース駆動回路、11a,62a……冷却フィ
ン、11b……基部、11c,62……冷却面、11……冷却体、1
2……モジュール、14……プリント板、22……金属製プ
リント基板、23a,23b,23c……半導体チップ、71……断
熱カバー。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コンバータ部およびインバータ部からなる
    主回路部品と、この主回路部品を制御する制御部品と、
    電源回路およびベース駆動回路とからインバータ装置を
    構成し、 電源回路およびベース駆動回路を金属製プリント基板に
    実装し、この金属製プリント基板および主回路部品を前
    記インバータ装置の箱体の外気に曝される冷却体の冷却
    面に密着させるとともに、制御部品を実装したプリント
    板を前記インバータ装置の箱体内に配置したことを特徴
    とするインバータ装置。
  2. 【請求項2】コンバータ部およびインバータ部からなる
    主回路部品と、この主回路部品を制御する制御部品と、
    電源回路およびベース駆動回路とからインバータ装置を
    構成し、 制御部品、電源回路およびベース駆動回路を金属製プリ
    ント基板に実装し、この金属製プリント基板および主回
    路部品を前記インバータ装置の箱体の外気に曝される冷
    却体の冷却面に密着させることを特徴とするインバータ
    装置。
  3. 【請求項3】コンバータ部およびインバータ部からなる
    主回路部品と、この主回路部品を制御する制御部品と、
    電源回路およびベース駆動回路とからインバータ装置を
    構成し、 主回路部品,制御部品,電源回路およびベース駆動回路
    を金属製プリント基板に実装し、この金属製プリント基
    板を前記インバータ装置の箱体の外気に曝される冷却体
    の冷却面に密着させることを特徴とするインバータ装
    置。
  4. 【請求項4】コンバータ部およびインバータ部からなる
    主回路部品と、この主回路部品を制御する制御部品と、
    電源回路およびベース駆動回路とからインバータ装置を
    構成し、 主回路部品,電源回路およびベース駆動回路を金属製プ
    リント基板に実装し、この金属製プリント基板を前記イ
    ンバータ装置の箱体の外気に曝される冷却体の冷却面に
    密着させるとともに、制御部品を実装したプリント板を
    前記インバータ装置の箱体内に配置したことを特徴とす
    るインバータ装置。
  5. 【請求項5】コンバータ部およびインバータ部からなる
    主回路部品と、この主回路部品を制御する制御部品と、
    電源回路およびベース駆動回路とからインバータ装置を
    構成し、 前記インバータ装置の箱体の外気に曝される冷却体の冷
    却面に固着させた薄膜の絶縁層に導電材料からなるパタ
    ーンを形成し、このパターンに主回路部品,電源回路お
    よびベース駆動回路を実装するとともに、制御部品を実
    装したプリント板を前記インバータ装置の箱体内に配置
    したことを特徴とするインバータ装置。
  6. 【請求項6】請求項1,4,5のいずれか1項に記載のイン
    バータ装置において、 主回路部品,電源回路およびベース駆動回路を断熱カバ
    ーで覆い、制御部品を実装したプリント板を前記インバ
    ータ装置の箱体内の前記断熱カバー外に配置したことを
    特徴とするインバータ装置。
JP1159201A 1989-02-10 1989-06-21 インバータ装置 Expired - Lifetime JP2570861B2 (ja)

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JP3164089 1989-02-10
JP1-31640 1989-02-10

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JPH02290098A JPH02290098A (ja) 1990-11-29
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