電力変換装置
【課題】基板を小型化でき、スイッチング素子の配置や作動への影響を抑制できる電力変換装置を提供することである。
【解決手段】コンデンサと、複数のスイッチング素子と、複数の通常時駆動回路と、通常時駆動用電源とを備える電力変換装置において、コンデンサに蓄積された電荷を放電する際にスイッチング素子を駆動する一以上の放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂと、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂの作動に必要な電力を出力する放電時駆動用電源５０と、スイッチング素子に接続するための複数の接続部Ｊ２，Ｊ５を配置する基板１００とを有し、一以上の放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂが複数の接続部の中から選択される接続部Ｊ２，Ｊ５を含む特定領域に配置され、特定領域の近傍に放電時駆動用電源５０が配置される。放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂと放電時駆動用電源５０の接続に必要な配線距離が短くなるので小型化できる。
【解決手段】コンデンサと、複数のスイッチング素子と、複数の通常時駆動回路と、通常時駆動用電源とを備える電力変換装置において、コンデンサに蓄積された電荷を放電する際にスイッチング素子を駆動する一以上の放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂと、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂの作動に必要な電力を出力する放電時駆動用電源５０と、スイッチング素子に接続するための複数の接続部Ｊ２，Ｊ５を配置する基板１００とを有し、一以上の放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂが複数の接続部の中から選択される接続部Ｊ２，Ｊ５を含む特定領域に配置され、特定領域の近傍に放電時駆動用電源５０が配置される。放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂと放電時駆動用電源５０の接続に必要な配線距離が短くなるので小型化できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ，スイッチング素子，駆動回路，駆動用電源などを少なくとも備える電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電力変換装置では、平滑用のコンデンサに蓄積された電荷を放電するにあたって、全てのスイッチング素子をオン状態にし、スイッチング素子に流れる電流が過電流となる前に、一以上のスイッチング素子をオフにする技術が開示されている（例えば特許文献１を参照）。また、主電源からの直流電圧の出力オフ時に、電流制限手段によってスイッチング素子の制御電圧を制御する技術が開示されている（例えば特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３２６２０号公報
【特許文献２】特開平９−２０１０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の電力変換装置では、スイッチング素子の駆動制御を行うことで平滑用のコンデンサに蓄積された電荷の放電を行えるが、当該駆動制御を行う駆動回路に対する電力の供給が絶たれるとスイッチング素子を駆動できずに放電も行えないという問題がある。この問題を解決する方策としては、通常時（すなわち電力変換を行う時期）に作動する駆動回路とは別個に、放電時（すなわちコンデンサに蓄積された電荷の放電を行う時期）に作動する駆動回路を設けるとともに、当該二つの駆動回路には個別の電源から電力を供給する構成が考えられる。
【０００５】
しかし、個別の電源のうち少なくとも一方の電源は、高電圧電源から供給される電力を受け、所要の電圧に昇圧／降圧して出力する。そのため、電源や駆動回路等（ＦＭＶＳＳ回路）は、高圧電源と同じ領域に配置する必要がある。また、低電圧領域に配置された制御手段（例えばＣＰＵやコントローラ等）から信号を受ける場合、絶縁領域が必要になるため、駆動回路等の配置によっては基板が大きくなり、スイッチング素子の配置や作動に影響を及ぼす。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、基板を小型化でき、スイッチング素子の配置や作動への影響を抑制できる電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、電力供給源の出力側両端に接続して平滑するコンデンサと、前記電力供給源から供給される電力を変換して出力する複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子ごとに対応して設けられ前記電力を変換する際に対応する前記スイッチング素子を駆動する複数の通常時駆動回路と、前記複数の通常時駆動回路の作動に必要な電力を出力する通常時駆動用電源とを備える電力変換装置において、前記複数のスイッチング素子のうち一以上のスイッチング素子ごとに対応して設けられ、前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に前記対応する前記スイッチング素子を駆動する一以上の放電時駆動回路と、前記通常時駆動用電源とは別個に設けられ、前記放電時駆動回路の作動に必要な電力を出力する放電時駆動用電源と、前記スイッチング素子ごとに対応して設けられ、前記スイッチング素子に接続するための複数の接続部を配置する基板と、を有し、前記一以上の放電時駆動回路が前記複数の接続部の中から選択される接続部を含む一以上の特定領域に配置され、前記特定領域の近傍には前記放電時駆動用電源が配置されることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、一以上の放電時駆動回路が接続部を含む領域（以下「特定領域」と呼ぶ。）に配置され、特定領域の近傍には放電時駆動用電源が配置される。この特定領域には接続部（すなわち放電時に駆動されるスイッチング素子に接続する接続部）を含み、近傍に配置された放電時駆動回路との接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板を小型化することができ、スイッチング素子の配置や作動への影響を抑制することができる。特に複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分け、上アーム用領域と下アーム用領域との間に他の領域（例えば後述する異電位領域）を配置しない場合には、基板をより小型化することができる。
【０００９】
なお、「通常時」は通常の電力変換を行う時期や期間を意味し、「放電時」は電力変換を行わずにコンデンサに蓄積された電荷の放電を行う時期や期間を意味する。よって、通常時と放電時とが同時期になることはない。「スイッチング素子」にはスイッチング機能を有する任意の半導体素子を用いることができ、例えばＩＧＢＴやパワートランジスタ等が該当する。「コンデンサ」には平滑機能を実現するために電荷の蓄積と放電（放出）が可能な任意の回路素子を用いることができ、キャパシタ等の蓄放電手段を含む。「通常時駆動回路」はスイッチング素子ごとに対応して備える必要があるが、「放電時駆動回路」は放電時に駆動される一以上のスイッチング素子ごとに対応して備えればよい。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記複数の通常時駆動回路に対して伝達する駆動信号を生成する駆動信号生成回路をさらに有し、前記一以上の放電時駆動回路は、前記駆動信号生成回路が配置される領域の近傍に位置する接続部を含む領域に配置されることを特徴とする。この構成によれば、一以上の放電時駆動回路と駆動信号生成回路との接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板をより小型化することができ、スイッチング素子の配置や作動への影響をより抑制することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記スイッチング素子の両面側から冷却する両面型冷却装置を有することを特徴とする。この構成によれば、両面型冷却装置を用いることでスイッチング素子を効率良く冷却することができる。特に上アーム用領域と下アーム用領域との間に他の領域（例えば後述する異電位領域）を配置しない場合には、基板上のレイアウトを効率よく行える。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、電力供給源の出力側両端に接続して平滑するコンデンサと、前記電力供給源から供給される電力を変換して出力する複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子ごとに対応して設けられ前記電力を変換する際に対応する前記スイッチング素子を駆動する複数の通常時駆動回路と、前記複数の通常時駆動回路の作動に必要な電力を出力する通常時駆動用電源とを備える電力変換装置において、前記複数のスイッチング素子のうち一以上のスイッチング素子ごとに対応して設けられ、前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に前記対応する前記スイッチング素子を駆動する一以上の放電時駆動回路と、前記通常時駆動用電源とは別個に設けられ、前記放電時駆動回路の作動に必要な電力を出力する放電時駆動用電源と、前記複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分けて配置するとともに、前記上アーム用領域と前記下アーム用領域との間にこれらの領域の電位と異なる異電位領域を介在させて配置する基板とを有し、前記一以上の放電時駆動回路は、それぞれが列状に配置される前記上アーム用領域および前記下アーム用領域の双方における端側の領域またはその近傍に位置することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、一以上の放電時駆動回路は、上アーム用領域と下アーム用領域との間に介在する異電位領域（例えば低電圧領域）を避けて、双方のアーム用領域における端側の領域またはその近傍に位置する。逆に言えば、放電時駆動回路が配置される端側の領域等にまで異電位領域を広げることができる。したがって、基板上のレイアウトを効率よく行えるので、基板をより小型化することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記一以上の放電時駆動回路を配置する領域は、前記複数のスイッチング素子のうち前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に駆動するスイッチング素子に接続する接続部を含むことを特徴とする。この構成によれば、放電時に駆動さえるスイッチング素子と放電時駆動回路との接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板をより小型化することができ、スイッチング素子の配置や作動への影響をより抑制することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、前記基板は、所定電圧が印加される所定電圧領域と、基底電位と前記所定電圧との電位差を検出する電位差検出回路とを含み、前記放電時駆動用電源は、前記電位差検出回路に接続し、前記電位差検出回路から供給される電力を受けて前記放電時駆動回路の作動に必要な電力を出力することを特徴とする。この構成によれば、放電時駆動用電源から電力を出力するために必要な電力を電位差検出回路から確保するので、別個の電力源や新たな端子等が不要になる。したがって、基板上のレイアウトを効率よく行えるとともに、コストを低減できる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、前記一以上の放電時駆動回路は、前記電位差検出回路が配置された領域の近傍に位置することを特徴とする。この構成によれば、放電時駆動回路と電位差検出回路との接続に必要な配線距離が短くなり、効率よくレイアウトができる。配線距離が短くなれば基板をより小型化することができ、スイッチング素子の配置や作動への影響をより抑制することができる。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、前記複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分けて配置し、前記放電時駆動用電源は、前記上アーム用領域のスイッチング素子に接続し、前記スイッチング素子に供給される電力を受けて作動することを特徴とする。この構成によれば、上アーム用領域のスイッチング素子（特にコレクタ端子等の入力端子）には高電圧（例えば２００[Ｖ]や６５０[Ｖ]等）が印加されることが多く、当該スイッチング素子に接続することで放電時駆動用電源の作動に必要な電力を確保する。したがって、別個の電力源や新たな端子等が不要になるとともに、基板上のレイアウトを効率よく行え、コストを低減できる。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、前記複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分けて配置し、前記一以上の放電時駆動回路は、対応する前記下アーム用領域のスイッチング素子に接続し、対応する前記下アーム用領域のスイッチング素子の基底電位を基準とすることを特徴とする。「対応するスイッチング素子」とは、放電時に放電時駆動回路が駆動用信号を伝達して駆動させるスイッチング素子を意味する。この構成によれば、放電時駆動回路は対応する下アーム用領域のスイッチング素子の基底電位（特にエミッタ端子等の出力端子）を基準とするので、同じ下アーム用領域でも他のスイッチング素子の基底電位を基準とする場合に比べて効率よくレイアウトを行うことができる。また、放電時駆動回路に供給される電力（電圧）精度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電力変換装置の第１構成例を示す回路図である。
【図２】基板の第１配置例を示す平面図である。
【図３】基板の第２配置例を示す平面図である。
【図４】基板の第３配置例を示す平面図である。
【図５】基板の第４配置例を示す平面図である。
【図６】両面型冷却装置の構成例を示す図である。
【図７】電力変換装置の第２構成例を示す回路図である。
【図８】基板の第５配置例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的な接続を意味する。また、連続符号は記号「〜」を用いて簡略化する。例えば「スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６」は「スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６」を意味する。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。出力機器には車両用の発電電動機（エンジン始動および発電の双方が行える機器）を適用した例を説明する。
【００２１】
〔実施の形態１〕
本実施の形態は、一以上の発電電動機に対して電力を出力する電力変換装置に適用した例である。まず図１には、電力変換装置の第１構成例を回路図で示す。図１に示す電力変換装置２０は、直流電源Ｅ１（電力供給源）からコンバータ回路１０（昇圧手段）を介して供給される直流電力（電圧ＶＨ；例えば６５０[Ｖ]）を三相交流電力に変換し、一以上の発電電動機（図面には「ＭＧ」と記載する）３１，３２，…に出力する機能を担う。電圧ＶＨは「所定電圧」に相当する。なお、図１では図示を簡単にするために一部の素子や回路等を省略する。
【００２２】
コンバータ回路１０は「電力供給源」に相当し、直流電源Ｅ１から供給される電力（電圧ＶＬ；例えば２００[Ｖ]）を昇圧して出力する機能を担う。電圧ＶＬは「所定電圧」に相当する。直流電源Ｅ１の出力端子側には平滑用のコンデンサＣ１（あるいはキャパシタ等の蓄放電手段）が接続される。コンデンサＣ１には電位差検出回路２０ａが並列接続される。電位差検出回路２０ａは、直流電源Ｅ１から供給される直流電力（電圧ＶＬ）を検出する。より具体的には、基底電位Ｎと電圧ＶＬ（電位）との電位差を検出する。なお、コンバータ回路１０を介することなく直流電源Ｅ１から直接的に電力の供給を受ける場合には、直流電源Ｅ１が「電力供給源」に相当する。また、電圧ＶＨと電圧ＶＬの関係は、必ずしもＶＨ＞ＶＬとは限らず、ＶＨ≦ＶＬとなる場合もある。
【００２３】
電力変換装置２０は、コンデンサＣ２、電位差検出回路２０ｂ、発電電動機ごとに対応して設けられる一以上の電力変換部２１，２２，…などを有する。電力変換部２１，２２，…は同等の構成であるので、以下では電力変換部２１を代表して説明する。
【００２４】
平滑用のコンデンサＣ２（あるいはキャパシタ等の蓄放電手段）は、コンバータ回路１０の出力端子側に接続される。コンデンサＣ２には電位差検出回路２０ｂが並列接続される。電位差検出回路２０ｂは、コンバータ回路１０から供給される直流電力（電圧ＶＨ）を検出する。より具体的には、基底電位Ｎと電圧ＶＨ（電位）との電位差を検出する。
【００２５】
電力変換部２１は、給電機能および送電機能のうち一方または双方の機能を実現可能に構成される。給電機能は、直流電源Ｅ１からコンバータ回路１０を介して供給される直流電力（電圧ＶＨ）を三相交流電力に変換して発電電動機３１に供給する機能である。送電機能は、発電電動機３１が発電した三相交流電力を整流し、コンバータ回路１０を介して直流電源Ｅ１に還流する機能である。
【００２６】
電力変換部２１は、通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ６ａ、放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂ、回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ６、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、ダイオードＤ１〜Ｄ６、抵抗器Ｒ１〜Ｒ６などを有する。これらのうち、通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ３ａ、放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ３ｂ、回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ３、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３、ダイオードＤ１〜Ｄ３、抵抗器Ｒ１〜Ｒ３などは上アーム側に配置される。通常時駆動回路Ｍ４ａ〜Ｍ６ａ、放電時駆動回路Ｍ４ｂ〜Ｍ６ｂ、回り込み防止手段Ｂ４〜Ｂ６、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６、ダイオードＤ４〜Ｄ６、抵抗器Ｒ４〜Ｒ６などは下アーム側に配置される。
【００２７】
通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ３ａは、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の出力端子（エミッタ端子）を基準電位として通常時駆動用電源４０から供給される電力（電圧Ｖａ）を受けて作動する。通常時駆動回路Ｍ４ａ〜Ｍ６ａは、対応するスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の出力端子（エミッタ端子）を基準電位として通常時駆動用電源４０から供給される電力（電圧Ｖｃ）を受けて作動する。これらの通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ６ａは、通常時（通常の電力変換を行う時期や期間）において、それぞれコントローラ６０から個別に信号入力端子Ｐ１ａ〜Ｐ６ａに入力される指令信号に従って、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子（ゲート端子）に駆動用信号を出力する。
【００２８】
放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ３ｂは、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の出力端子（エミッタ端子）を基準電位として放電時駆動用電源５０から供給される電力（電圧Ｖｂ）を受けて作動する。放電時駆動回路Ｍ４ｂ〜Ｍ６ｂは、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の出力端子（エミッタ端子）を基準電位として放電時駆動用電源５０から供給される電力（電圧Ｖｄ）を受けて作動する。これらの放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂは、放電時（通常時以外の時期であってコンデンサＣ２に蓄積された電荷の放電を行う時期）において、それぞれコントローラ６０から個別に信号入力端子Ｐ１ｂ〜Ｐ６ｂに入力される指令信号に従って、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子（ゲート端子）に駆動用信号を出力する。
【００２９】
通常時駆動用電源４０は一つ備える形態でもよく（図１を参照）、通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ６ａごとに対応して複数備える形態でもよい。放電時駆動用電源５０についても同様であり、一つ備える形態でもよく（図１を参照）、放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂごとに対応して複数備える形態でもよい。上述した電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄは、同じ電圧となる場合に限らず、基準電位の相違によって異なる電圧となる場合もある。
【００３０】
回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ６は、放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂに対応して設けられる。言い換えれば、放電時駆動回路を設けない相やアームには回り込み防止手段も不要である。この回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ６は、通常時駆動回路および放電時駆動回路のうち、一方の駆動回路から他方の駆動回路に向かって回り込もうとする駆動用信号を阻止する機能を担う。この回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ６は、通常時駆動回路とスイッチング素子との間、および、放電時駆動回路とスイッチング素子との間の双方に介在して接続される。各回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ６は、スイッチ（接点の有無を問わない），整流素子，スイッチング素子，トランジスタ（ＭＯＳトランジスタやＦＥＴを含む），ダイオード，バリスタ，サイリスタなどを用いて構成され、放電時駆動回路に対応して設けるのが望ましい。なお、上述のように通常時駆動回路および放電時駆動回路とは別個に構成してもよく、通常時駆動回路および放電時駆動回路にそれぞれ内在させる構成としてもよい。
【００３１】
スイッチＳｗは、直流電源Ｅ１から供給される電力について受電（オン）／非受電（オフ）を切り換える機能を担う。このスイッチＳｗは、直流電源Ｅ１とコンデンサＣ１との間に接続され、コントローラ６０等からオン／オフの切り換え制御が行える素子を用いるのが望ましい。放電時にはコンデンサＣ２に蓄積された電荷の放電を行うが、電力供給源Ｅｓから電力が供給され続けるとコンデンサＣ２の放電自体を行えない。よって、放電時にスイッチＳｗを非受電（オフ）に切り換えて、コンデンサＣ２に蓄積された電荷を放電可能な環境にする。
【００３２】
なお、上述した放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂおよび回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ６は、それぞれ電力変換部２１に一以上を備えていればよい。本形態では図１に示すように、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂおよび回り込み防止手段Ｂ２，Ｂ５を備えた例を示す。後述する実施の形態２，３では、放電時駆動回路Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂおよび回り込み防止手段Ｂ３，Ｂ６を備えた例を示す。さらに後述する実施の形態４では、放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂおよび回り込み防止手段Ｂ１，Ｂ４を備えた例を示す。このように放電時駆動回路および回り込み防止手段は、Ｕ相のみ、Ｖ相のみ、Ｗ相のみ、いずれか選択する二相（例えばＵ相とＶ相）、三相全部のうち、いずれかの形態で備えればよい。
【００３３】
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６には、例えばセンス電流を出力するセンス端子Ｐｓ１〜Ｐｓ６を備えたＩＧＢＴを用いる。センス端子Ｐｓ４〜Ｐｓ６と基底電位Ｎとの間は、それぞれ抵抗器Ｒ４〜Ｒ６を接続する。抵抗器Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の各出力端子（エミッタ端子）と接続される。基底電位Ｎは電力変換装置２０内で共通する電位（同電位グランド）であり、接地された場合には０[Ｖ]になる。
【００３４】
電力変換部２１内の回路素子は、三相（本形態ではＵ相，Ｖ相，Ｗ相）に分けられ、コントローラ６０によって相ごとに作動が制御される。Ｕ相は高圧系領域１１１，１１４が該当し、通常時駆動回路Ｍ１ａ，Ｍ４ａ、放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂ、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４、ダイオードＤ１，Ｄ４、抵抗器Ｒ１，Ｒ４などで構成される。Ｖ相は高圧系領域１１２，１１５が該当し、通常時駆動回路Ｍ２ａ，Ｍ５ａ、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂ、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５、ダイオードＤ２，Ｄ５、抵抗器Ｒ２，Ｒ５などで構成される。Ｗ相は高圧系領域１１３，１１６が該当し、通常時駆動回路Ｍ３ａ，Ｍ６ａ、放電時駆動回路Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂ、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６、ダイオードＤ３，Ｄ６、抵抗器Ｒ３，Ｒ６などで構成される。Ｕ相のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４は、直列接続されてハーフブリッジを構成する。Ｖ相のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５と、Ｗ相のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ６とについても同様に、直列接続されてハーフブリッジを構成する。ハーフブリッジの各接続点と発電電動機３１の三相端子とは、線路Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗによって相ごとに接続される。線路ＫｕにはＵ相電流Ｉｕが流れ、線路ＫｖにはＶ相電流Ｉｖが流れ、線路ＫｗにはＷ相電流Ｉｗが流れる。
【００３５】
コントローラ６０は「駆動信号生成回路」に相当し、コンバータ回路１０や電力変換装置２０等の作動を全体的に司る。すなわち入力される信号情報に基づいて、コンバータ回路１０内に備えるスイッチング素子や、電力変換装置２０内に備えるスイッチング素子などを個別にオン／オフの制御を行う指令信号を出力する。信号情報には、外部ＥＣＵ（これに相当する外部制御装置を含む）から伝達される信号（例えばトルク指令等）や、状態検知情報（例えばセンス電圧，温度，ゲート電圧，端子間電圧など）、発電電動機３１に備えられた検知器（例えば電圧計，電流計，レゾルバなど）から伝達される検知信号などが該当する。また、上記外部ＥＣＵに対して信号情報を出力したり、検知器に対して作動用の信号を出力する。
【００３６】
上述した各機能を果たす限りにおいて、コントローラ６０は任意に構成してよい。例えば、ＣＰＵ（マイコンを含む）によってソフトウェア制御を行う構成としてもよく、ＩＣ（ＬＳＩやゲートアレイ等を含む）やトランジスタ等の電子部品を用いてハードウェア制御を行う構成としてもよい。
【００３７】
上述のように構成された電力変換部２１は、次のように作動する。通常時には、コントローラ６０から信号入力端子Ｐ１ａ〜Ｐ６ａに個別に入力される指令信号に基づいて通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ６ａから駆動用信号がスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子（ゲート端子）に駆動用信号が伝達され、コンバータ回路１０から供給される電力を変換して発電電動機３１に出力する。また放電時には、コントローラ６０から信号入力端子Ｐ１ｂ〜Ｐ６ｂに個別に入力される指令信号に基づいて放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂから駆動用信号がスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子（ゲート端子）に駆動用信号が伝達され、コンデンサＣ２に蓄積された電荷を放電する。回り込み防止手段Ｂ２，Ｂ５が介在するので、通常時駆動回路Ｍ２ａ，Ｍ５ａおよび放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂのうち一方の駆動回路から他方の駆動回路に駆動用信号が回り込むのを阻止することができる。
【００３８】
上述した電力変換装置２０の構成要素を基板上に配置する例について、図２を参照しながら説明する。図２には、基板の第１配置例を平面図で示すが、図１に示す全ての要素は図示できないので説明に必要な要素のみを図示する（後述する図３〜図５でも同様）。
【００３９】
図２に示す基板１００は、放電時駆動用電源５０、高圧系領域１１１〜１１６、低圧系領域１２０、接続部Ｊ１〜Ｊ６などを有する。低圧系領域１２０は例えば「コ」字状に形成され、外部ＥＣＵ（制御装置）との接続を行うコネクタ１３０を備える。この低圧系領域１２０には、接地電位（ＧＮＤ）を基準として低電圧（例えば１２[Ｖ]等）が印加される。
【００４０】
高圧系領域１１１〜１１６はそれぞれが「所定電圧領域」に相当する。高圧系領域１１１には、後述するモジュール１４１（図６を参照）に接続する接続部Ｊ１が配置される。同様にして高圧系領域１１２〜１１６には、順番にそれぞれ後述するモジュール１４２〜１４６（図６を参照）に接続する接続部Ｊ２〜Ｊ６が配置される。高圧系領域１１２には放電時駆動回路Ｍ２ｂが配置され、高圧系領域１１５には放電時駆動回路Ｍ５ｂが配置される。高圧系領域１１２と高圧系領域１１５との間には、絶縁素子Ｚａが配置される。絶縁素子Ｚａには、絶縁を確保しながらも電力や信号等が伝達可能な素子が用いられ、例えばトランスやフォトカプラ等が該当する。放電時駆動用電源５０は、高圧系領域１１２と高圧系領域１１３との間に配置されるとともに、高圧系領域１１５に接続される。なお、放電時駆動用電源５０および放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂ等はＦＭＶＳＳ回路に相当する。
【００４１】
上述した配置の基板１００において、放電時駆動用電源５０から供給される電力は、太実線で示すように、放電時駆動回路Ｍ５ｂ→絶縁素子Ｚａ→放電時駆動回路Ｍ２ｂに伝達される。コントローラ６０は低圧系領域１２０および高圧系領域１１１〜１１６のいずれに配置してもよく、基板１００以外の基板や機器等に配置した上でコネクタ１３０を通じて接続してもよい。
【００４２】
上述した実施の形態１によれば、請求項１に対応する効果を得る。すなわち基板１００は、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂをそれぞれ接続部Ｊ２，Ｊ５を含む高圧系領域１１２，１１５（特定領域）に配置するとともに、特定領域の近傍に放電時駆動用電源５０を配置する構成とした（図２を参照）。この構成によれば、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂと放電時駆動用電源５０との接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板１００を小型化することができ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の配置や作動への影響を抑制することができる。また、図１に示すように上アーム用領域のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３と、下アーム用領域のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６とに分け、上アーム用領域と下アーム用領域との間に何も配置しない場合には、基板１００をより小型化できる。
【００４３】
〔実施の形態２〕
実施の形態２は、実施の形態１とは別個に配置した基板で構成する例である。当該実施の形態２は図３を参照しながら説明する。図３には、基板の第２配置例を平面図で示す。なお、電力変換装置２０等の回路構成例は、実施の形態１に示す図１と同様である。実施の形態２では、図示および説明を簡単にするために実施の形態１と異なる点を説明し、図１，図２で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図３に示す基板１００は、図２に示す基板１００に代わる配置例であって、次の５点で相違する。第１点は、高圧系領域１１３には放電時駆動回路Ｍ３ｂが配置され、高圧系領域１１６には放電時駆動回路Ｍ６ｂが配置される。第２点は、高圧系領域１１３と高圧系領域１１６との間に絶縁素子Ｚｂが配置され、高圧系領域１１６と低圧系領域１２０との間に絶縁素子Ｚｃが配置される。絶縁素子Ｚｂ，Ｚｃには、絶縁を確保しながらも電力や信号等が伝達可能な素子が用いられ、それぞれ図２に示す絶縁素子Ｚａと同等の素子を用いる。第３点は、放電時駆動用電源５０が高圧系領域１１３，高圧系領域１１６および低圧系領域１２０で囲まれるように配置され、このうち高圧系領域１１６の一部を占める。第４点は、電位差検出回路２０ｂおよび電位差検出回路２０ａの一方または双方（以下では単に「電位差検出回路２０ｂ等」と呼ぶ。）が高圧系領域１１３に近い低圧系領域１２０内に配置される。第５点は、電位差検出回路２０ｂ等は放電時駆動用電源５０に接続され、当該放電時駆動用電源５０が電力を出力するのに必要な供給源とする。なお、放電時駆動用電源５０および放電時駆動回路Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂ等はＦＭＶＳＳ回路に相当する。
【００４５】
上述した配置の基板１００において、電位差検出回路２０ｂ等から供給される電力は、太実線で示すように、放電時駆動用電源５０→放電時駆動回路Ｍ６ｂ→絶縁素子Ｚｂ→放電時駆動回路Ｍ３ｂに伝達される。また、コントローラ６０から出力される駆動用信号は、太破線で示すように、絶縁素子Ｚｃ→放電時駆動回路Ｍ６ｂ→接続部Ｊ６を経てモジュール１４６（スイッチング素子Ｑ６）に伝達され、並行して絶縁素子Ｚｃ→放電時駆動回路Ｍ６ｂ→絶縁素子Ｚｂ→放電時駆動回路Ｍ３ｂ→接続部Ｊ３を経てモジュール１４３（スイッチング素子Ｑ３）に伝達される。
【００４６】
上述した実施の形態２によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項２に対応し、放電時駆動回路Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂがコントローラ６０が配置される領域の近傍に位置する接続部Ｊ３，Ｊ６を含む高圧系領域１１３，１１６に配置される構成とした（図３を参照）。この構成によれば、コントローラ６０と放電時駆動回路Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂとの接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板１００をより小型化することができ、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６の配置や作動への影響をより抑制することができる。
【００４７】
請求項６に対応し、基板１００は、電圧ＶＨが印加される高圧系領域１１１〜１１６と、電圧ＶＨを検出する電位差検出回路２０ｂ等とを含み、放電時駆動用電源５０は、電位差検出回路２０ｂ等に接続し、電位差検出回路２０ｂ等から供給される電力を受けて放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂの作動に必要な電力を出力することを特徴とする。この構成によれば、放電時駆動用電源５０から電力を出力するために必要な電力を電位差検出回路２０ｂ等から確保するので、別個の電力源や新たな端子等が不要になる。したがって、基板１００上のレイアウトを効率よく行えるとともに、コストを低減できる。
【００４８】
請求項７に対応し、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂは、電位差検出回路２０ｂ等が配置された領域の近傍に位置する構成とした（図３を参照）。この構成によれば、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂと電位差検出回路２０ｂ等との接続に必要な配線距離が短くなり、効率よくレイアウトができる。配線距離が短くなれば基板１００をより小型化することができ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の配置や作動への影響をより抑制することができる。
【００４９】
〔実施の形態３〕
実施の形態３は、実施の形態１とは別個に配置した基板で構成する例である。当該実施の形態３は図４を参照しながら説明する。図４には、基板の第３配置例を平面図で示す。なお、電力変換装置２０等の回路構成例は、実施の形態１に示す図１と同様である。実施の形態３では、図示および説明を簡単にするために実施の形態２と異なる点を説明し、図１〜図３で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図４に示す基板１００は、図３に示す基板１００に代わる配置例である。放電時駆動用電源５０が高圧系領域１１３，高圧系領域１１６および低圧系領域１２０で囲まれるように配置される点は図３と同じであるが、放電時駆動用電源５０が電力を出力するのに必要な供給源を接続部Ｊ３とする点で相違する。この接続部Ｊ３には後述するモジュール１４３が接続され（図５を参照）、当該モジュール１４３の特定端子（特にスイッチング素子Ｑ３のコレクタ端子等）にはコンバータ回路１０から供給される電力と同等の電力（図１に示す電圧ＶＨ）が印加される。そこで、接続部Ｊ３のうち上記特定端子と接続される部位に接続する。
【００５１】
上述した配置の基板１００において、モジュール１４３の特定端子に接続される接続部Ｊ３から供給される電力は、太実線で示すように、放電時駆動用電源５０→放電時駆動回路Ｍ６ｂ→絶縁素子Ｚｂ→放電時駆動回路Ｍ３ｂに伝達される。また太破線で示すように、放電時駆動回路Ｍ３ｂから出力される駆動用信号はモジュール１４３（スイッチング素子Ｑ３）に伝達され、放電時駆動回路Ｍ６ｂから出力される駆動用信号はモジュール１４６（スイッチング素子Ｑ６）に伝達される。
【００５２】
上述した実施の形態３によれば、請求項８に対応し、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３を上アーム用の高圧系領域１１１〜１１３に配置し、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を下アーム用の高圧系領域１１４〜１１６に配置する構成とした（図２を参照）。また、放電時駆動用電源５０は、高圧系領域１１３の接続部Ｊ３を介してスイッチング素子Ｑ３に接続し、当該スイッチング素子Ｑ３に供給される電力を受けて作動する構成とした（図４を参照）。この構成によれば、スイッチング素子Ｑ３に接続することで放電時駆動用電源５０の作動に必要な電力を確保する。したがって、別個の電力源や新たな端子等が不要になるとともに、基板１００上のレイアウトを効率よく行え、コストを低減できる。
【００５３】
〔実施の形態４〕
実施の形態４は、実施の形態１とは別個に配置した基板で構成する例である。当該実施の形態４は図５を参照しながら説明する。図５には、基板の第３配置例を平面図で示す。なお、電力変換装置２０等の回路構成例は、実施の形態１に示す図１と同様である。実施の形態４では、図示および説明を簡単にするために実施の形態１と異なる点を説明し、図１，図２で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図５に示す基板１００は、図２に示す基板１００に代わる配置例であって、次の５点で相違する。第１点は、低圧系領域１２０を「Ｔ」字を右に９０度回転させた形状に形成する。この形成に伴って第２点は、高圧系領域１１１〜１１３と高圧系領域１１４〜１１６とを上下方向に分け、この間に低圧系領域１２０を介在させる。第３点は、高圧系領域１１１と高圧系領域１１２との間に絶縁素子Ｚｄが配置される。絶縁素子Ｚｄには、絶縁を確保しながらも電力や信号等が伝達可能な素子が用いられ、図２に示す絶縁素子Ｚａと同等の素子を用いる。第４点は、放電時駆動用電源５０が高圧系領域１１１，高圧系領域１１２および低圧系領域１２０の先端部で囲まれるように配置され、このうち高圧系領域１１２の一部を占める。第５点は、放電時駆動回路Ｍ１ｂが高圧系領域１１１に配置され、放電時駆動回路Ｍ４ｂが高圧系領域１１４に配置される。なお、放電時駆動用電源５０および放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂ等はＦＭＶＳＳ回路に相当する。
【００５５】
上述した配置の基板１００において、放電時駆動用電源５０から供給される電力は、太実線で示すように、放電時駆動回路Ｍ４ｂ→絶縁素子Ｚｄ→放電時駆動回路Ｍ１ｂに伝達され、放電時駆動用電源５０に接続された高圧系領域１１４を経て放電時駆動回路Ｍ４ｂに伝達される。
【００５６】
上述した実施の形態４によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項４に対応し、基板１００は、高圧系領域１１１〜１１３と高圧系領域１１４〜１１６とを分け、この間に低圧系領域１２０を介在させる構成とした（図５を参照）。さらに、放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂをそれぞれ接続部Ｊ１，Ｊ４を含む高圧系領域１１１，１１４（特定領域）に配置するとともに、特定領域の近傍に放電時駆動用電源５０を配置する構成とした（図５を参照）。この構成によれば、放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂが配置される左端側の領域等にまで低圧系領域１２０（異電位領域）を広げることができる。したがって、基板１００上のレイアウトを効率よく行えるので、基板１００をより小型化することができる。
【００５７】
請求項５に対応し、放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂを配置する高圧系領域１１１，１１４は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４に接続する接続部Ｊ１，Ｊ４を含む構成とした（図５を参照）。この構成によれば、放電時に駆動さえるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂとの接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板１００をより小型化することができ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の配置や作動への影響をより抑制することができる。
【００５８】
請求項９に対応し、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３を高圧系領域１１１〜１１３（上アーム用領域）に配置し、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を高圧系領域１１４〜１１６（下アーム用領域）に配置する構成とした（図５を参照）。さらに、放電時駆動回路Ｍ４ｂは対応する下アームのスイッチング素子Ｑ４に接続し、対応する下アームのスイッチング素子Ｑ４の出力端子（エミッタ端子）である基底電位Ｎを基準とする構成とした（図１を参照）。この構成によれば、放電時駆動回路Ｍ４ｂは対応する下アーム用領域のスイッチング素子Ｑ４の基底電位Ｎを基準とするので、同じ下アーム用領域でも他のスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の基底電位Ｎを基準とする場合に比べて効率よくレイアウトを行うことができる。また、放電時駆動回路Ｍ４ｂに供給される電力（電圧）精度も向上する。
【００５９】
〔実施の形態５〕
実施の形態５は、上述した実施の形態１〜４のいずれにも適用され、さらに両面型冷却装置を備える例である。当該実施の形態５は図６を参照しながら説明する。図５（Ａ）には基板の側方から見た側面図を示し、基板の上方から見た平面図を示す。実施の形態５では、図示および説明を簡単にするために実施の形態１〜４と異なる点を説明し、図１〜図５で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
図５に示す冷却装置２００は、「両面型冷却装置」に相当する。この冷却装置２００は、モジュール１４１〜１４６を介してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各両面側から冷却する構造をなす。各モジュールは、一のスイッチング素子と、当該一のスイッチング素子を作動させる回路素子（すなわちダイオード，駆動回路，抵抗器などで一以上の素子）とをパッケージ化したものである。二点鎖線で図示するモジュール１５１〜１５６は、図１に二点鎖線で図示する電力変換部２２を備えた場合、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に相当する。モジュール１４０，１５０はコンバータ回路１０に用いられるスイッチング素子に相当する。以下では、これら全てのモジュールを「モジュール１４１〜１４６等」と表記する。
【００６１】
冷却装置２００は、一の上流管２０１、複数（本形態では５または８）の連結管２０２、一の下流管２０３などを有する。連結管２０２は上流管２０１と下流管２０３とを連結するとともに、連結管２０２の相互間はモジュール１４１〜１４６等が入る間隔を空ける。上流管２０１、複数の連結管２０２および下流管２０３は、冷却用流体（例えば水，空気，油等）が内部を流れるように形成される。図示しない循環用ポンプによって送り出された冷却用流体は、連結管２０２に向かう方向（矢印Ｄ１方向）に上流管２０１を流れ、分岐して下流管２０３に向かう方向（矢印Ｄ２方向）に各連結管２０２を流れ、循環用ポンプに向かう方向（矢印Ｄ３方向）に下流管２０３を流れる。
【００６２】
上流管２０１および下流管２０３は、任意の素材を用い、任意の外形で形成してよい。一方、複数の連結管２０２は冷却機能を果たすため、熱伝導率の高い素材（例えば金属）を用い、モジュール１４１〜１４６等と接触するように外形を形成する。接触面積が多くなるほど冷却効率が高まる点と、形成コストを低く抑える点とを考慮すると、連結管およびモジュールの各接触面は平面で形成するのが望ましい。なお図示するように、上アームのスイッチング素子を有するモジュール（例えばモジュール１４１〜１４３等）は、下アームのスイッチング素子を有するモジュールよりも多く熱を発生し易いので、上流管２０１側に配置するのが望ましい。
【００６３】
上述した実施の形態５によれば、請求項３に対応する効果を得る。すなわち、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の両面側から冷却する冷却装置２００（両面型冷却装置）を備える構成とした（図６を参照）。この構成によれば、冷却装置２００を用いることでスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を効率良く冷却することができる。特に実施の形態１〜３のように高圧系領域１１１〜１１３と高圧系領域１１４〜１１６との間に低圧系領域１２０を介在させない場合には、基板１００上のレイアウトを効率よく行える。
【００６４】
〔実施の形態６〕
実施の形態６は、実施の形態１とは別の回路に適用する例である。当該実施の形態６は図７，図８を参照しながら説明する。図７には、電力変換装置の第２構成例を回路図で示す。図８には、基板の第５配置例を平面図で示す。なお、図１に示す要素と同一の要素については、同一の符号を用いることで機能作用の説明を省略する。
【００６５】
図７に示す電力変換装置７０は、直流電源Ｅ１から供給される電力（電圧ＶＬ）を昇圧して出力する昇圧機能を実現するため、通常時駆動回路Ｍｕａ，Ｍｄａ、放電時駆動回路Ｍｕｂ，Ｍｄｂ、回り込み防止手段Ｂｕ，Ｂｄ、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄ、ダイオードＤｕ，Ｄｄ、インダクタＬ１０などを有する。直流電源Ｅ１は「電力供給源」に相当する。なお、電力変換装置７０は図１に示すコンバータ回路１０として適用可能である。
【００６６】
通常時駆動回路Ｍｕａは、スイッチング素子Ｑｕの出力端子（エミッタ端子）を基準電位として通常時駆動用電源４０から供給される電力（電圧Ｖａ）を受けて作動する。通常時駆動回路Ｍｄａは、スイッチング素子Ｑｄの出力端子（エミッタ端子）を基準電位として通常時駆動用電源４０から供給される電力（電圧Ｖｃ）を受けて作動する。これらの通常時駆動回路Ｍｕａ，Ｍｄａは、それぞれコントローラ６０から個別に信号入力端子Ｐｕａ，Ｐｄａに入力される指令信号に従って、対応するスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄの制御端子（ゲート端子）に駆動用信号を出力する。
【００６７】
放電時駆動回路Ｍｕｂ、スイッチング素子Ｑｕの出力端子（エミッタ端子）を基準電位として放電時駆動用電源５０から供給される電力（電圧Ｖｂ）を受けて作動する。放電時駆動回路Ｍｄｂは、スイッチング素子Ｑｄの出力端子（エミッタ端子）を基準電位として放電時駆動用電源５０から供給される電力（電圧Ｖｄ）を受けて作動する。これらの放電時駆動回路Ｍｕｂ，Ｍｄｂは、それぞれコントローラ６０から個別に信号入力端子Ｐｕｂ，Ｐｄｂに入力される指令信号に従って、対応するスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄの制御端子（ゲート端子）に駆動用信号を出力する。上述した電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄは、同じ電圧となる場合に限らず、基準電位の相違によって異なる電圧となる場合もある。
【００６８】
回り込み防止手段Ｂｕは、実施の形態１に示す回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ３と同様の構成および作用効果を奏する。回り込み防止手段Ｂｄは、実施の形態１に示す回り込み防止手段Ｂ４〜Ｂ６と同様の構成および作用効果を奏する。これらの回り込み防止手段Ｂｕ，Ｂｄは放電時駆動回路に対応して設ける。
【００６９】
スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄは、直列接続されてハーフブリッジを構成している。このスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄには、例えばセンス電流を出力するセンス端子Ｐｓｕ，Ｐｓｄを備えたＩＧＢＴを用いる。センス端子Ｐｓｄと基底電位Ｎとの間には、抵抗器Ｒｄを接続する。抵抗器Ｒｕは、センス端子Ｐｓｕと、スイッチング素子Ｑｄの入力端子（ソース端子またはコレクタ端子等）との中間接続点との間に接続される。この中間接続点は、さらにインダクタＬ１０を介して直流電源Ｅ１のプラス電極に接続する。このインダクタＬ１０には、例えばチョークコイルを用いる。スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄに並列接続されるダイオードＤｕ，Ｄｄは、それぞれフリーホイールダイオードとして機能する。スイッチング素子Ｑｄの出力端子（エミッタ端子）は、直流電源Ｅ１のマイナス電極（すなわち基底電位Ｎ）に接続する。
【００７０】
電力変換装置７０以外では、スイッチＳｗ、コンデンサＣ１，Ｃ２、電位差検出回路２０ａ，２０ｂなどがある。スイッチＳｗは、直流電源Ｅ１から供給される電力について受電（オン）／非受電（オフ）を切り換える機能を担う。このスイッチＳｗは、直流電源Ｅ１とコンデンサＣ１との間に接続され、コントローラ６０等からオン／オフの切り換え制御が行える素子を用いるのが望ましい。なお、二点鎖線で示すように電力変換装置７０の出力端子側とコンデンサＣ２との間に接続してもよく、双方で接続してもよい。平滑用のコンデンサＣ１は、直流電源Ｅ１の両端（プラス電極とマイナス電極の間）に接続される。平滑用のコンデンサＣ２は、電力変換装置７０の出力側両端に接続される。電位差検出回路２０ａはコンデンサＣ１と並列接続され、電位差検出回路２０ｂはコンデンサＣ２と並列接続される。スイッチＳｗおよびコンデンサＣ１のうち一方または双方は、電力変換装置７０に内在させてもよい。
【００７１】
上述した電力変換装置７０の構成要素を基板上に配置する例について、図８を参照しながら説明する。図８には、基板の第５配置例を平面図で示すが、図７や図１に示す全ての要素は図示できないので説明に必要な要素のみを図示する。
【００７２】
図８に示す基板１００は、図２に示す基板１００に代わる配置例である。図８に示す基板１００は、放電時駆動用電源５０、高圧系領域１１１〜１１８、低圧系領域１２０、接続部Ｊ１〜Ｊ６，Ｊｕ，Ｊｄなどを有する。これらの要素のうち、放電時駆動用電源５０、高圧系領域１１１〜１１８、低圧系領域１２０および接続部Ｊ１〜Ｊ６はインバータ回路（実施の形態１に示す電力変換装置２０）の構成要素であり、実施の形態１と同様である。そのため、以下では電力変換装置７０に関連する要素について説明する。
【００７３】
高圧系領域１１７，１１８はそれぞれが「所定電圧領域」に相当する。高圧系領域１１７には、放電時駆動回路Ｍｕｂや、モジュール１４０（図６を参照）に接続する接続部Ｊｕなどが配置される。同じく高圧系領域１１８には、放電時駆動回路Ｍｄｂや、モジュール１５０（図６を参照）に接続する接続部Ｊｄなどが配置される。放電時駆動用電源５０は、高圧系領域１１７と高圧系領域１１８との間に配置されるとともに、高圧系領域１１８に接続される。なお、放電時駆動用電源５０および放電時駆動回路Ｍｕｂ，Ｍｄｂ等はＦＭＶＳＳ回路に相当する。
【００７４】
上述した配置の基板１００において、放電時駆動用電源５０から供給される電力は、太実線で示すように、放電時駆動回路Ｍｄｂ→絶縁素子Ｚａ→放電時駆動回路Ｍｕｂに伝達される。コントローラ６０は低圧系領域１２０および高圧系領域１１１〜１１８のいずれに配置してもよく、基板１００以外の基板や機器等に配置した上でコネクタ１３０を通じて接続してもよい。
【００７５】
上述した実施の形態６によれば、請求項１に対応し、放電時駆動回路Ｍｕｂ，Ｍｄｂをそれぞれ接続部Ｊｕ，Ｊｄを含む高圧系領域１１７，１１８（特定領域）に配置するとともに、特定領域の近傍に放電時駆動用電源５０を配置する構成とした（図８を参照）。この構成によれば、放電時駆動回路Ｍｕｂ，Ｍｄｂと放電時駆動用電源５０との接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板１００を小型化することができ、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄの配置や作動への影響を抑制することができる。また、図８に示すように上アーム用領域のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３，Ｑｕと、下アーム用領域のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６，Ｑｄとに分け、上アーム用領域と下アーム用領域との間に何も配置しない場合には、基板１００をより小型化できる。
【００７６】
図８では、実施の形態１の対応領域（すなわち図２に示す高圧系領域１１２，１１５に相当する領域）に高圧系領域１１７，１１８を配置した。この形態に代えて、実施の形態２〜４の対応領域に高圧系領域１１７，１１８を配置してもよい。具体的には、実施の形態２，３の対応領域（すなわち図３，図４に示す高圧系領域１１３，１１６に相当する領域）に高圧系領域１１７，１１８を配置したり、実施の形態４の対応領域（すなわち図５に示す高圧系領域１１１，１１４に相当する領域）に高圧系領域１１７，１１８を配置したりする。これらの配置をした基板１００では、対応する実施の形態で得られる作用効果と同様の作用効果（すなわち請求項２〜９に対応する作用効果）を得ることができる。
【００７７】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜６に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００７８】
上述した実施の形態１〜６では、出力機器として三相の発電電動機３１，３２，…を適用した（図１を参照）。この形態に代えて、三相以外の発電電動機や、相数にかかわらず電力変換装置２０（具体的には電力変換部２１，２２，…）から出力する電力を受けて作動可能な他の出力機器を適用してもよい。他の出力機器としては、例えば回転機（すなわち発電機や電動機等）、電力系統、負荷等のうちで一以上が該当する。三相以外の発電電動機や他の出力機器であっても、電力変換装置２０によって作動させることができるので、上述した実施の形態１〜６と同様の作用効果を得ることができる。
【００７９】
上述した実施の形態１〜６では、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６等としてセンス端子を有するＩＧＢＴを適用した（図１〜図１１を参照）。この形態に代えて、スイッチング機能を備えた他の半導体素子を適用してもよい。他の半導体素子としては、センス端子を有しないＩＧＢＴや、パワーＭＯＳＦＥＴ等が該当する。単にスイッチング素子の種類が相違するに過ぎないので、上述した実施の形態１〜６と同様の作用効果を得ることができる。
【００８０】
上述した実施の形態１に示す基板１００は、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂをそれぞれ接続部Ｊ２，Ｊ５を含む高圧系領域１１２，１１５（特定領域）に配置するとともに、特定領域の近傍に放電時駆動用電源５０を配置する構成とした（図２を参照）。この形態に代えて、他の領域の近傍または接続して配置してもよい。当該他の領域は、高圧系領域１１１，１１４や、高圧系領域１１３，１１６等が該当する。また、上アームと下アームとを入れ換えて配置してもよく、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相を入れ換えて配置してもよい。いずれの配置にせよ、上述した実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００８１】
上述した実施の形態２に示す基板１００は、放電時駆動回路Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂがコントローラ６０が配置される領域に近い接続部Ｊ３，Ｊ６を含む高圧系領域１１３，１１６に配置される構成とした（図３を参照）。この形態に代えて、放電時駆動用電源５０は、他の領域の近傍に配置してもよい。当該他の領域は、高圧系領域１１１，１１４や、高圧系領域１１２，１１５等が該当する。また、上アームと下アームとを入れ換えて配置してもよく、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相を入れ換えて配置してもよい。いずれの配置にせよ、上述した実施の形態１，２と同様の作用効果を得ることができる。
【００８２】
上述した実施の形態３に示す基板１００は、放電時駆動用電源５０は高圧系領域１１３の接続部Ｊ３を介してスイッチング素子Ｑ３に接続し、当該スイッチング素子Ｑ３に供給される電力を受けて作動する構成とした（図４を参照）。この形態に代えて、放電時駆動用電源５０は、他の領域の近傍に配置してもよい。当該他の領域は、高圧系領域１１１，１１４や、高圧系領域１１２，１１５等が該当する。また、上アームと下アームとを入れ換えて配置してもよく、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相を入れ換えて配置してもよい。いずれの配置にせよ、上述した実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。
【００８３】
上述した実施の形態４に示す基板１００は、放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂをそれぞれ接続部Ｊ１，Ｊ４を含む高圧系領域１１１，１１４（特定領域）に配置するとともに、特定領域の近傍に放電時駆動用電源５０を配置する構成とした（図５を参照）。この形態に代えて、放電時駆動用電源５０は、他の領域の近傍に配置してもよい。すなわち、上記高圧系領域１１１，１１４の部位に高圧系領域１１２，１１５や、高圧系領域１１３，１１６等を配置する例が該当する。また、上アームと下アームとを入れ換えて配置してもよく、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相を入れ換えて配置してもよい。いずれの配置にせよ、上述した実施の形態１，４と同様の作用効果を得ることができる。
【００８４】
上述した実施の形態５では、スイッチング素子の両面側から冷却する冷却装置２００を適用した（図６を参照）。この形態に代えて、スイッチング素子を冷却する他の冷却装置を適用してもよい。例えば、各スイッチング素子の片面側から冷却する片面型冷却装置や、各スイッチング素子に接触させて冷却する冷却装置（例えばペルティエ素子；Peltier Device）、他のヒートポンプ（例えば気体液化ヒートポンプ）などが該当する。他の冷却装置であっても、各スイッチング素子冷やされて作動を安定化させることができるので、上述した実施の形態１〜６と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８５】
Ｅ１ 直流電源（電力供給源）
１０ コンバータ回路（電力供給源）
２０，７０ 電力変換装置
２０ａ，２０ｂ 電位差検出回路
２１，２２，… 電力変換部
３１ 発電電動機（出力機器）
４０ 通常時駆動用電源
５０ 放電時駆動用電源
６０ コントローラ（駆動信号生成回路）
１００ 基板
１１１〜１１８ 高圧系領域（所定電圧領域）
１２０ 低圧系領域
２００ 冷却装置（両面型冷却装置）
Ｂ１〜Ｂ６，Ｂｕ，Ｂｄ 回り込み防止手段
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ（キャパシタ）
Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード（整流素子）
Ｊ１〜Ｊ６，Ｊｕ，Ｊｄ 接続部
Ｍ１ａ，Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａ，Ｍ５ａ，Ｍ６ａ，Ｍｕａ，Ｍｄａ 通常時駆動回路
Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ｂ，Ｍ５ｂ，Ｍ６ｂ，Ｍｄａ，Ｍｄｂ 放電時駆動回路
Ｑ１〜Ｑ６，Ｑｕ，Ｑｄ スイッチング素子
Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｄ 絶縁素子
Ｎ 基底電位
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ，スイッチング素子，駆動回路，駆動用電源などを少なくとも備える電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電力変換装置では、平滑用のコンデンサに蓄積された電荷を放電するにあたって、全てのスイッチング素子をオン状態にし、スイッチング素子に流れる電流が過電流となる前に、一以上のスイッチング素子をオフにする技術が開示されている（例えば特許文献１を参照）。また、主電源からの直流電圧の出力オフ時に、電流制限手段によってスイッチング素子の制御電圧を制御する技術が開示されている（例えば特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３２６２０号公報
【特許文献２】特開平９−２０１０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の電力変換装置では、スイッチング素子の駆動制御を行うことで平滑用のコンデンサに蓄積された電荷の放電を行えるが、当該駆動制御を行う駆動回路に対する電力の供給が絶たれるとスイッチング素子を駆動できずに放電も行えないという問題がある。この問題を解決する方策としては、通常時（すなわち電力変換を行う時期）に作動する駆動回路とは別個に、放電時（すなわちコンデンサに蓄積された電荷の放電を行う時期）に作動する駆動回路を設けるとともに、当該二つの駆動回路には個別の電源から電力を供給する構成が考えられる。
【０００５】
しかし、個別の電源のうち少なくとも一方の電源は、高電圧電源から供給される電力を受け、所要の電圧に昇圧／降圧して出力する。そのため、電源や駆動回路等（ＦＭＶＳＳ回路）は、高圧電源と同じ領域に配置する必要がある。また、低電圧領域に配置された制御手段（例えばＣＰＵやコントローラ等）から信号を受ける場合、絶縁領域が必要になるため、駆動回路等の配置によっては基板が大きくなり、スイッチング素子の配置や作動に影響を及ぼす。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、基板を小型化でき、スイッチング素子の配置や作動への影響を抑制できる電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、電力供給源の出力側両端に接続して平滑するコンデンサと、前記電力供給源から供給される電力を変換して出力する複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子ごとに対応して設けられ前記電力を変換する際に対応する前記スイッチング素子を駆動する複数の通常時駆動回路と、前記複数の通常時駆動回路の作動に必要な電力を出力する通常時駆動用電源とを備える電力変換装置において、前記複数のスイッチング素子のうち一以上のスイッチング素子ごとに対応して設けられ、前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に前記対応する前記スイッチング素子を駆動する一以上の放電時駆動回路と、前記通常時駆動用電源とは別個に設けられ、前記放電時駆動回路の作動に必要な電力を出力する放電時駆動用電源と、前記スイッチング素子ごとに対応して設けられ、前記スイッチング素子に接続するための複数の接続部を配置する基板と、を有し、前記一以上の放電時駆動回路が前記複数の接続部の中から選択される接続部を含む一以上の特定領域に配置され、前記特定領域の近傍には前記放電時駆動用電源が配置されることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、一以上の放電時駆動回路が接続部を含む領域（以下「特定領域」と呼ぶ。）に配置され、特定領域の近傍には放電時駆動用電源が配置される。この特定領域には接続部（すなわち放電時に駆動されるスイッチング素子に接続する接続部）を含み、近傍に配置された放電時駆動回路との接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板を小型化することができ、スイッチング素子の配置や作動への影響を抑制することができる。特に複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分け、上アーム用領域と下アーム用領域との間に他の領域（例えば後述する異電位領域）を配置しない場合には、基板をより小型化することができる。
【０００９】
なお、「通常時」は通常の電力変換を行う時期や期間を意味し、「放電時」は電力変換を行わずにコンデンサに蓄積された電荷の放電を行う時期や期間を意味する。よって、通常時と放電時とが同時期になることはない。「スイッチング素子」にはスイッチング機能を有する任意の半導体素子を用いることができ、例えばＩＧＢＴやパワートランジスタ等が該当する。「コンデンサ」には平滑機能を実現するために電荷の蓄積と放電（放出）が可能な任意の回路素子を用いることができ、キャパシタ等の蓄放電手段を含む。「通常時駆動回路」はスイッチング素子ごとに対応して備える必要があるが、「放電時駆動回路」は放電時に駆動される一以上のスイッチング素子ごとに対応して備えればよい。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記複数の通常時駆動回路に対して伝達する駆動信号を生成する駆動信号生成回路をさらに有し、前記一以上の放電時駆動回路は、前記駆動信号生成回路が配置される領域の近傍に位置する接続部を含む領域に配置されることを特徴とする。この構成によれば、一以上の放電時駆動回路と駆動信号生成回路との接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板をより小型化することができ、スイッチング素子の配置や作動への影響をより抑制することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記スイッチング素子の両面側から冷却する両面型冷却装置を有することを特徴とする。この構成によれば、両面型冷却装置を用いることでスイッチング素子を効率良く冷却することができる。特に上アーム用領域と下アーム用領域との間に他の領域（例えば後述する異電位領域）を配置しない場合には、基板上のレイアウトを効率よく行える。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、電力供給源の出力側両端に接続して平滑するコンデンサと、前記電力供給源から供給される電力を変換して出力する複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子ごとに対応して設けられ前記電力を変換する際に対応する前記スイッチング素子を駆動する複数の通常時駆動回路と、前記複数の通常時駆動回路の作動に必要な電力を出力する通常時駆動用電源とを備える電力変換装置において、前記複数のスイッチング素子のうち一以上のスイッチング素子ごとに対応して設けられ、前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に前記対応する前記スイッチング素子を駆動する一以上の放電時駆動回路と、前記通常時駆動用電源とは別個に設けられ、前記放電時駆動回路の作動に必要な電力を出力する放電時駆動用電源と、前記複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分けて配置するとともに、前記上アーム用領域と前記下アーム用領域との間にこれらの領域の電位と異なる異電位領域を介在させて配置する基板とを有し、前記一以上の放電時駆動回路は、それぞれが列状に配置される前記上アーム用領域および前記下アーム用領域の双方における端側の領域またはその近傍に位置することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、一以上の放電時駆動回路は、上アーム用領域と下アーム用領域との間に介在する異電位領域（例えば低電圧領域）を避けて、双方のアーム用領域における端側の領域またはその近傍に位置する。逆に言えば、放電時駆動回路が配置される端側の領域等にまで異電位領域を広げることができる。したがって、基板上のレイアウトを効率よく行えるので、基板をより小型化することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記一以上の放電時駆動回路を配置する領域は、前記複数のスイッチング素子のうち前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に駆動するスイッチング素子に接続する接続部を含むことを特徴とする。この構成によれば、放電時に駆動さえるスイッチング素子と放電時駆動回路との接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板をより小型化することができ、スイッチング素子の配置や作動への影響をより抑制することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、前記基板は、所定電圧が印加される所定電圧領域と、基底電位と前記所定電圧との電位差を検出する電位差検出回路とを含み、前記放電時駆動用電源は、前記電位差検出回路に接続し、前記電位差検出回路から供給される電力を受けて前記放電時駆動回路の作動に必要な電力を出力することを特徴とする。この構成によれば、放電時駆動用電源から電力を出力するために必要な電力を電位差検出回路から確保するので、別個の電力源や新たな端子等が不要になる。したがって、基板上のレイアウトを効率よく行えるとともに、コストを低減できる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、前記一以上の放電時駆動回路は、前記電位差検出回路が配置された領域の近傍に位置することを特徴とする。この構成によれば、放電時駆動回路と電位差検出回路との接続に必要な配線距離が短くなり、効率よくレイアウトができる。配線距離が短くなれば基板をより小型化することができ、スイッチング素子の配置や作動への影響をより抑制することができる。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、前記複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分けて配置し、前記放電時駆動用電源は、前記上アーム用領域のスイッチング素子に接続し、前記スイッチング素子に供給される電力を受けて作動することを特徴とする。この構成によれば、上アーム用領域のスイッチング素子（特にコレクタ端子等の入力端子）には高電圧（例えば２００[Ｖ]や６５０[Ｖ]等）が印加されることが多く、当該スイッチング素子に接続することで放電時駆動用電源の作動に必要な電力を確保する。したがって、別個の電力源や新たな端子等が不要になるとともに、基板上のレイアウトを効率よく行え、コストを低減できる。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、前記複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分けて配置し、前記一以上の放電時駆動回路は、対応する前記下アーム用領域のスイッチング素子に接続し、対応する前記下アーム用領域のスイッチング素子の基底電位を基準とすることを特徴とする。「対応するスイッチング素子」とは、放電時に放電時駆動回路が駆動用信号を伝達して駆動させるスイッチング素子を意味する。この構成によれば、放電時駆動回路は対応する下アーム用領域のスイッチング素子の基底電位（特にエミッタ端子等の出力端子）を基準とするので、同じ下アーム用領域でも他のスイッチング素子の基底電位を基準とする場合に比べて効率よくレイアウトを行うことができる。また、放電時駆動回路に供給される電力（電圧）精度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電力変換装置の第１構成例を示す回路図である。
【図２】基板の第１配置例を示す平面図である。
【図３】基板の第２配置例を示す平面図である。
【図４】基板の第３配置例を示す平面図である。
【図５】基板の第４配置例を示す平面図である。
【図６】両面型冷却装置の構成例を示す図である。
【図７】電力変換装置の第２構成例を示す回路図である。
【図８】基板の第５配置例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的な接続を意味する。また、連続符号は記号「〜」を用いて簡略化する。例えば「スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６」は「スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６」を意味する。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。出力機器には車両用の発電電動機（エンジン始動および発電の双方が行える機器）を適用した例を説明する。
【００２１】
〔実施の形態１〕
本実施の形態は、一以上の発電電動機に対して電力を出力する電力変換装置に適用した例である。まず図１には、電力変換装置の第１構成例を回路図で示す。図１に示す電力変換装置２０は、直流電源Ｅ１（電力供給源）からコンバータ回路１０（昇圧手段）を介して供給される直流電力（電圧ＶＨ；例えば６５０[Ｖ]）を三相交流電力に変換し、一以上の発電電動機（図面には「ＭＧ」と記載する）３１，３２，…に出力する機能を担う。電圧ＶＨは「所定電圧」に相当する。なお、図１では図示を簡単にするために一部の素子や回路等を省略する。
【００２２】
コンバータ回路１０は「電力供給源」に相当し、直流電源Ｅ１から供給される電力（電圧ＶＬ；例えば２００[Ｖ]）を昇圧して出力する機能を担う。電圧ＶＬは「所定電圧」に相当する。直流電源Ｅ１の出力端子側には平滑用のコンデンサＣ１（あるいはキャパシタ等の蓄放電手段）が接続される。コンデンサＣ１には電位差検出回路２０ａが並列接続される。電位差検出回路２０ａは、直流電源Ｅ１から供給される直流電力（電圧ＶＬ）を検出する。より具体的には、基底電位Ｎと電圧ＶＬ（電位）との電位差を検出する。なお、コンバータ回路１０を介することなく直流電源Ｅ１から直接的に電力の供給を受ける場合には、直流電源Ｅ１が「電力供給源」に相当する。また、電圧ＶＨと電圧ＶＬの関係は、必ずしもＶＨ＞ＶＬとは限らず、ＶＨ≦ＶＬとなる場合もある。
【００２３】
電力変換装置２０は、コンデンサＣ２、電位差検出回路２０ｂ、発電電動機ごとに対応して設けられる一以上の電力変換部２１，２２，…などを有する。電力変換部２１，２２，…は同等の構成であるので、以下では電力変換部２１を代表して説明する。
【００２４】
平滑用のコンデンサＣ２（あるいはキャパシタ等の蓄放電手段）は、コンバータ回路１０の出力端子側に接続される。コンデンサＣ２には電位差検出回路２０ｂが並列接続される。電位差検出回路２０ｂは、コンバータ回路１０から供給される直流電力（電圧ＶＨ）を検出する。より具体的には、基底電位Ｎと電圧ＶＨ（電位）との電位差を検出する。
【００２５】
電力変換部２１は、給電機能および送電機能のうち一方または双方の機能を実現可能に構成される。給電機能は、直流電源Ｅ１からコンバータ回路１０を介して供給される直流電力（電圧ＶＨ）を三相交流電力に変換して発電電動機３１に供給する機能である。送電機能は、発電電動機３１が発電した三相交流電力を整流し、コンバータ回路１０を介して直流電源Ｅ１に還流する機能である。
【００２６】
電力変換部２１は、通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ６ａ、放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂ、回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ６、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、ダイオードＤ１〜Ｄ６、抵抗器Ｒ１〜Ｒ６などを有する。これらのうち、通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ３ａ、放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ３ｂ、回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ３、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３、ダイオードＤ１〜Ｄ３、抵抗器Ｒ１〜Ｒ３などは上アーム側に配置される。通常時駆動回路Ｍ４ａ〜Ｍ６ａ、放電時駆動回路Ｍ４ｂ〜Ｍ６ｂ、回り込み防止手段Ｂ４〜Ｂ６、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６、ダイオードＤ４〜Ｄ６、抵抗器Ｒ４〜Ｒ６などは下アーム側に配置される。
【００２７】
通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ３ａは、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の出力端子（エミッタ端子）を基準電位として通常時駆動用電源４０から供給される電力（電圧Ｖａ）を受けて作動する。通常時駆動回路Ｍ４ａ〜Ｍ６ａは、対応するスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の出力端子（エミッタ端子）を基準電位として通常時駆動用電源４０から供給される電力（電圧Ｖｃ）を受けて作動する。これらの通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ６ａは、通常時（通常の電力変換を行う時期や期間）において、それぞれコントローラ６０から個別に信号入力端子Ｐ１ａ〜Ｐ６ａに入力される指令信号に従って、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子（ゲート端子）に駆動用信号を出力する。
【００２８】
放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ３ｂは、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の出力端子（エミッタ端子）を基準電位として放電時駆動用電源５０から供給される電力（電圧Ｖｂ）を受けて作動する。放電時駆動回路Ｍ４ｂ〜Ｍ６ｂは、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の出力端子（エミッタ端子）を基準電位として放電時駆動用電源５０から供給される電力（電圧Ｖｄ）を受けて作動する。これらの放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂは、放電時（通常時以外の時期であってコンデンサＣ２に蓄積された電荷の放電を行う時期）において、それぞれコントローラ６０から個別に信号入力端子Ｐ１ｂ〜Ｐ６ｂに入力される指令信号に従って、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子（ゲート端子）に駆動用信号を出力する。
【００２９】
通常時駆動用電源４０は一つ備える形態でもよく（図１を参照）、通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ６ａごとに対応して複数備える形態でもよい。放電時駆動用電源５０についても同様であり、一つ備える形態でもよく（図１を参照）、放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂごとに対応して複数備える形態でもよい。上述した電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄは、同じ電圧となる場合に限らず、基準電位の相違によって異なる電圧となる場合もある。
【００３０】
回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ６は、放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂに対応して設けられる。言い換えれば、放電時駆動回路を設けない相やアームには回り込み防止手段も不要である。この回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ６は、通常時駆動回路および放電時駆動回路のうち、一方の駆動回路から他方の駆動回路に向かって回り込もうとする駆動用信号を阻止する機能を担う。この回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ６は、通常時駆動回路とスイッチング素子との間、および、放電時駆動回路とスイッチング素子との間の双方に介在して接続される。各回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ６は、スイッチ（接点の有無を問わない），整流素子，スイッチング素子，トランジスタ（ＭＯＳトランジスタやＦＥＴを含む），ダイオード，バリスタ，サイリスタなどを用いて構成され、放電時駆動回路に対応して設けるのが望ましい。なお、上述のように通常時駆動回路および放電時駆動回路とは別個に構成してもよく、通常時駆動回路および放電時駆動回路にそれぞれ内在させる構成としてもよい。
【００３１】
スイッチＳｗは、直流電源Ｅ１から供給される電力について受電（オン）／非受電（オフ）を切り換える機能を担う。このスイッチＳｗは、直流電源Ｅ１とコンデンサＣ１との間に接続され、コントローラ６０等からオン／オフの切り換え制御が行える素子を用いるのが望ましい。放電時にはコンデンサＣ２に蓄積された電荷の放電を行うが、電力供給源Ｅｓから電力が供給され続けるとコンデンサＣ２の放電自体を行えない。よって、放電時にスイッチＳｗを非受電（オフ）に切り換えて、コンデンサＣ２に蓄積された電荷を放電可能な環境にする。
【００３２】
なお、上述した放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂおよび回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ６は、それぞれ電力変換部２１に一以上を備えていればよい。本形態では図１に示すように、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂおよび回り込み防止手段Ｂ２，Ｂ５を備えた例を示す。後述する実施の形態２，３では、放電時駆動回路Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂおよび回り込み防止手段Ｂ３，Ｂ６を備えた例を示す。さらに後述する実施の形態４では、放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂおよび回り込み防止手段Ｂ１，Ｂ４を備えた例を示す。このように放電時駆動回路および回り込み防止手段は、Ｕ相のみ、Ｖ相のみ、Ｗ相のみ、いずれか選択する二相（例えばＵ相とＶ相）、三相全部のうち、いずれかの形態で備えればよい。
【００３３】
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６には、例えばセンス電流を出力するセンス端子Ｐｓ１〜Ｐｓ６を備えたＩＧＢＴを用いる。センス端子Ｐｓ４〜Ｐｓ６と基底電位Ｎとの間は、それぞれ抵抗器Ｒ４〜Ｒ６を接続する。抵抗器Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の各出力端子（エミッタ端子）と接続される。基底電位Ｎは電力変換装置２０内で共通する電位（同電位グランド）であり、接地された場合には０[Ｖ]になる。
【００３４】
電力変換部２１内の回路素子は、三相（本形態ではＵ相，Ｖ相，Ｗ相）に分けられ、コントローラ６０によって相ごとに作動が制御される。Ｕ相は高圧系領域１１１，１１４が該当し、通常時駆動回路Ｍ１ａ，Ｍ４ａ、放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂ、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４、ダイオードＤ１，Ｄ４、抵抗器Ｒ１，Ｒ４などで構成される。Ｖ相は高圧系領域１１２，１１５が該当し、通常時駆動回路Ｍ２ａ，Ｍ５ａ、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂ、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５、ダイオードＤ２，Ｄ５、抵抗器Ｒ２，Ｒ５などで構成される。Ｗ相は高圧系領域１１３，１１６が該当し、通常時駆動回路Ｍ３ａ，Ｍ６ａ、放電時駆動回路Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂ、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６、ダイオードＤ３，Ｄ６、抵抗器Ｒ３，Ｒ６などで構成される。Ｕ相のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４は、直列接続されてハーフブリッジを構成する。Ｖ相のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５と、Ｗ相のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ６とについても同様に、直列接続されてハーフブリッジを構成する。ハーフブリッジの各接続点と発電電動機３１の三相端子とは、線路Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗによって相ごとに接続される。線路ＫｕにはＵ相電流Ｉｕが流れ、線路ＫｖにはＶ相電流Ｉｖが流れ、線路ＫｗにはＷ相電流Ｉｗが流れる。
【００３５】
コントローラ６０は「駆動信号生成回路」に相当し、コンバータ回路１０や電力変換装置２０等の作動を全体的に司る。すなわち入力される信号情報に基づいて、コンバータ回路１０内に備えるスイッチング素子や、電力変換装置２０内に備えるスイッチング素子などを個別にオン／オフの制御を行う指令信号を出力する。信号情報には、外部ＥＣＵ（これに相当する外部制御装置を含む）から伝達される信号（例えばトルク指令等）や、状態検知情報（例えばセンス電圧，温度，ゲート電圧，端子間電圧など）、発電電動機３１に備えられた検知器（例えば電圧計，電流計，レゾルバなど）から伝達される検知信号などが該当する。また、上記外部ＥＣＵに対して信号情報を出力したり、検知器に対して作動用の信号を出力する。
【００３６】
上述した各機能を果たす限りにおいて、コントローラ６０は任意に構成してよい。例えば、ＣＰＵ（マイコンを含む）によってソフトウェア制御を行う構成としてもよく、ＩＣ（ＬＳＩやゲートアレイ等を含む）やトランジスタ等の電子部品を用いてハードウェア制御を行う構成としてもよい。
【００３７】
上述のように構成された電力変換部２１は、次のように作動する。通常時には、コントローラ６０から信号入力端子Ｐ１ａ〜Ｐ６ａに個別に入力される指令信号に基づいて通常時駆動回路Ｍ１ａ〜Ｍ６ａから駆動用信号がスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子（ゲート端子）に駆動用信号が伝達され、コンバータ回路１０から供給される電力を変換して発電電動機３１に出力する。また放電時には、コントローラ６０から信号入力端子Ｐ１ｂ〜Ｐ６ｂに個別に入力される指令信号に基づいて放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂから駆動用信号がスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子（ゲート端子）に駆動用信号が伝達され、コンデンサＣ２に蓄積された電荷を放電する。回り込み防止手段Ｂ２，Ｂ５が介在するので、通常時駆動回路Ｍ２ａ，Ｍ５ａおよび放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂのうち一方の駆動回路から他方の駆動回路に駆動用信号が回り込むのを阻止することができる。
【００３８】
上述した電力変換装置２０の構成要素を基板上に配置する例について、図２を参照しながら説明する。図２には、基板の第１配置例を平面図で示すが、図１に示す全ての要素は図示できないので説明に必要な要素のみを図示する（後述する図３〜図５でも同様）。
【００３９】
図２に示す基板１００は、放電時駆動用電源５０、高圧系領域１１１〜１１６、低圧系領域１２０、接続部Ｊ１〜Ｊ６などを有する。低圧系領域１２０は例えば「コ」字状に形成され、外部ＥＣＵ（制御装置）との接続を行うコネクタ１３０を備える。この低圧系領域１２０には、接地電位（ＧＮＤ）を基準として低電圧（例えば１２[Ｖ]等）が印加される。
【００４０】
高圧系領域１１１〜１１６はそれぞれが「所定電圧領域」に相当する。高圧系領域１１１には、後述するモジュール１４１（図６を参照）に接続する接続部Ｊ１が配置される。同様にして高圧系領域１１２〜１１６には、順番にそれぞれ後述するモジュール１４２〜１４６（図６を参照）に接続する接続部Ｊ２〜Ｊ６が配置される。高圧系領域１１２には放電時駆動回路Ｍ２ｂが配置され、高圧系領域１１５には放電時駆動回路Ｍ５ｂが配置される。高圧系領域１１２と高圧系領域１１５との間には、絶縁素子Ｚａが配置される。絶縁素子Ｚａには、絶縁を確保しながらも電力や信号等が伝達可能な素子が用いられ、例えばトランスやフォトカプラ等が該当する。放電時駆動用電源５０は、高圧系領域１１２と高圧系領域１１３との間に配置されるとともに、高圧系領域１１５に接続される。なお、放電時駆動用電源５０および放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂ等はＦＭＶＳＳ回路に相当する。
【００４１】
上述した配置の基板１００において、放電時駆動用電源５０から供給される電力は、太実線で示すように、放電時駆動回路Ｍ５ｂ→絶縁素子Ｚａ→放電時駆動回路Ｍ２ｂに伝達される。コントローラ６０は低圧系領域１２０および高圧系領域１１１〜１１６のいずれに配置してもよく、基板１００以外の基板や機器等に配置した上でコネクタ１３０を通じて接続してもよい。
【００４２】
上述した実施の形態１によれば、請求項１に対応する効果を得る。すなわち基板１００は、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂをそれぞれ接続部Ｊ２，Ｊ５を含む高圧系領域１１２，１１５（特定領域）に配置するとともに、特定領域の近傍に放電時駆動用電源５０を配置する構成とした（図２を参照）。この構成によれば、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂと放電時駆動用電源５０との接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板１００を小型化することができ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の配置や作動への影響を抑制することができる。また、図１に示すように上アーム用領域のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３と、下アーム用領域のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６とに分け、上アーム用領域と下アーム用領域との間に何も配置しない場合には、基板１００をより小型化できる。
【００４３】
〔実施の形態２〕
実施の形態２は、実施の形態１とは別個に配置した基板で構成する例である。当該実施の形態２は図３を参照しながら説明する。図３には、基板の第２配置例を平面図で示す。なお、電力変換装置２０等の回路構成例は、実施の形態１に示す図１と同様である。実施の形態２では、図示および説明を簡単にするために実施の形態１と異なる点を説明し、図１，図２で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図３に示す基板１００は、図２に示す基板１００に代わる配置例であって、次の５点で相違する。第１点は、高圧系領域１１３には放電時駆動回路Ｍ３ｂが配置され、高圧系領域１１６には放電時駆動回路Ｍ６ｂが配置される。第２点は、高圧系領域１１３と高圧系領域１１６との間に絶縁素子Ｚｂが配置され、高圧系領域１１６と低圧系領域１２０との間に絶縁素子Ｚｃが配置される。絶縁素子Ｚｂ，Ｚｃには、絶縁を確保しながらも電力や信号等が伝達可能な素子が用いられ、それぞれ図２に示す絶縁素子Ｚａと同等の素子を用いる。第３点は、放電時駆動用電源５０が高圧系領域１１３，高圧系領域１１６および低圧系領域１２０で囲まれるように配置され、このうち高圧系領域１１６の一部を占める。第４点は、電位差検出回路２０ｂおよび電位差検出回路２０ａの一方または双方（以下では単に「電位差検出回路２０ｂ等」と呼ぶ。）が高圧系領域１１３に近い低圧系領域１２０内に配置される。第５点は、電位差検出回路２０ｂ等は放電時駆動用電源５０に接続され、当該放電時駆動用電源５０が電力を出力するのに必要な供給源とする。なお、放電時駆動用電源５０および放電時駆動回路Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂ等はＦＭＶＳＳ回路に相当する。
【００４５】
上述した配置の基板１００において、電位差検出回路２０ｂ等から供給される電力は、太実線で示すように、放電時駆動用電源５０→放電時駆動回路Ｍ６ｂ→絶縁素子Ｚｂ→放電時駆動回路Ｍ３ｂに伝達される。また、コントローラ６０から出力される駆動用信号は、太破線で示すように、絶縁素子Ｚｃ→放電時駆動回路Ｍ６ｂ→接続部Ｊ６を経てモジュール１４６（スイッチング素子Ｑ６）に伝達され、並行して絶縁素子Ｚｃ→放電時駆動回路Ｍ６ｂ→絶縁素子Ｚｂ→放電時駆動回路Ｍ３ｂ→接続部Ｊ３を経てモジュール１４３（スイッチング素子Ｑ３）に伝達される。
【００４６】
上述した実施の形態２によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項２に対応し、放電時駆動回路Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂがコントローラ６０が配置される領域の近傍に位置する接続部Ｊ３，Ｊ６を含む高圧系領域１１３，１１６に配置される構成とした（図３を参照）。この構成によれば、コントローラ６０と放電時駆動回路Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂとの接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板１００をより小型化することができ、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６の配置や作動への影響をより抑制することができる。
【００４７】
請求項６に対応し、基板１００は、電圧ＶＨが印加される高圧系領域１１１〜１１６と、電圧ＶＨを検出する電位差検出回路２０ｂ等とを含み、放電時駆動用電源５０は、電位差検出回路２０ｂ等に接続し、電位差検出回路２０ｂ等から供給される電力を受けて放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂの作動に必要な電力を出力することを特徴とする。この構成によれば、放電時駆動用電源５０から電力を出力するために必要な電力を電位差検出回路２０ｂ等から確保するので、別個の電力源や新たな端子等が不要になる。したがって、基板１００上のレイアウトを効率よく行えるとともに、コストを低減できる。
【００４８】
請求項７に対応し、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂは、電位差検出回路２０ｂ等が配置された領域の近傍に位置する構成とした（図３を参照）。この構成によれば、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂと電位差検出回路２０ｂ等との接続に必要な配線距離が短くなり、効率よくレイアウトができる。配線距離が短くなれば基板１００をより小型化することができ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の配置や作動への影響をより抑制することができる。
【００４９】
〔実施の形態３〕
実施の形態３は、実施の形態１とは別個に配置した基板で構成する例である。当該実施の形態３は図４を参照しながら説明する。図４には、基板の第３配置例を平面図で示す。なお、電力変換装置２０等の回路構成例は、実施の形態１に示す図１と同様である。実施の形態３では、図示および説明を簡単にするために実施の形態２と異なる点を説明し、図１〜図３で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図４に示す基板１００は、図３に示す基板１００に代わる配置例である。放電時駆動用電源５０が高圧系領域１１３，高圧系領域１１６および低圧系領域１２０で囲まれるように配置される点は図３と同じであるが、放電時駆動用電源５０が電力を出力するのに必要な供給源を接続部Ｊ３とする点で相違する。この接続部Ｊ３には後述するモジュール１４３が接続され（図５を参照）、当該モジュール１４３の特定端子（特にスイッチング素子Ｑ３のコレクタ端子等）にはコンバータ回路１０から供給される電力と同等の電力（図１に示す電圧ＶＨ）が印加される。そこで、接続部Ｊ３のうち上記特定端子と接続される部位に接続する。
【００５１】
上述した配置の基板１００において、モジュール１４３の特定端子に接続される接続部Ｊ３から供給される電力は、太実線で示すように、放電時駆動用電源５０→放電時駆動回路Ｍ６ｂ→絶縁素子Ｚｂ→放電時駆動回路Ｍ３ｂに伝達される。また太破線で示すように、放電時駆動回路Ｍ３ｂから出力される駆動用信号はモジュール１４３（スイッチング素子Ｑ３）に伝達され、放電時駆動回路Ｍ６ｂから出力される駆動用信号はモジュール１４６（スイッチング素子Ｑ６）に伝達される。
【００５２】
上述した実施の形態３によれば、請求項８に対応し、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３を上アーム用の高圧系領域１１１〜１１３に配置し、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を下アーム用の高圧系領域１１４〜１１６に配置する構成とした（図２を参照）。また、放電時駆動用電源５０は、高圧系領域１１３の接続部Ｊ３を介してスイッチング素子Ｑ３に接続し、当該スイッチング素子Ｑ３に供給される電力を受けて作動する構成とした（図４を参照）。この構成によれば、スイッチング素子Ｑ３に接続することで放電時駆動用電源５０の作動に必要な電力を確保する。したがって、別個の電力源や新たな端子等が不要になるとともに、基板１００上のレイアウトを効率よく行え、コストを低減できる。
【００５３】
〔実施の形態４〕
実施の形態４は、実施の形態１とは別個に配置した基板で構成する例である。当該実施の形態４は図５を参照しながら説明する。図５には、基板の第３配置例を平面図で示す。なお、電力変換装置２０等の回路構成例は、実施の形態１に示す図１と同様である。実施の形態４では、図示および説明を簡単にするために実施の形態１と異なる点を説明し、図１，図２で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図５に示す基板１００は、図２に示す基板１００に代わる配置例であって、次の５点で相違する。第１点は、低圧系領域１２０を「Ｔ」字を右に９０度回転させた形状に形成する。この形成に伴って第２点は、高圧系領域１１１〜１１３と高圧系領域１１４〜１１６とを上下方向に分け、この間に低圧系領域１２０を介在させる。第３点は、高圧系領域１１１と高圧系領域１１２との間に絶縁素子Ｚｄが配置される。絶縁素子Ｚｄには、絶縁を確保しながらも電力や信号等が伝達可能な素子が用いられ、図２に示す絶縁素子Ｚａと同等の素子を用いる。第４点は、放電時駆動用電源５０が高圧系領域１１１，高圧系領域１１２および低圧系領域１２０の先端部で囲まれるように配置され、このうち高圧系領域１１２の一部を占める。第５点は、放電時駆動回路Ｍ１ｂが高圧系領域１１１に配置され、放電時駆動回路Ｍ４ｂが高圧系領域１１４に配置される。なお、放電時駆動用電源５０および放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂ等はＦＭＶＳＳ回路に相当する。
【００５５】
上述した配置の基板１００において、放電時駆動用電源５０から供給される電力は、太実線で示すように、放電時駆動回路Ｍ４ｂ→絶縁素子Ｚｄ→放電時駆動回路Ｍ１ｂに伝達され、放電時駆動用電源５０に接続された高圧系領域１１４を経て放電時駆動回路Ｍ４ｂに伝達される。
【００５６】
上述した実施の形態４によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項４に対応し、基板１００は、高圧系領域１１１〜１１３と高圧系領域１１４〜１１６とを分け、この間に低圧系領域１２０を介在させる構成とした（図５を参照）。さらに、放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂをそれぞれ接続部Ｊ１，Ｊ４を含む高圧系領域１１１，１１４（特定領域）に配置するとともに、特定領域の近傍に放電時駆動用電源５０を配置する構成とした（図５を参照）。この構成によれば、放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂが配置される左端側の領域等にまで低圧系領域１２０（異電位領域）を広げることができる。したがって、基板１００上のレイアウトを効率よく行えるので、基板１００をより小型化することができる。
【００５７】
請求項５に対応し、放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂを配置する高圧系領域１１１，１１４は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４に接続する接続部Ｊ１，Ｊ４を含む構成とした（図５を参照）。この構成によれば、放電時に駆動さえるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と放電時駆動回路Ｍ１ｂ〜Ｍ６ｂとの接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板１００をより小型化することができ、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の配置や作動への影響をより抑制することができる。
【００５８】
請求項９に対応し、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３を高圧系領域１１１〜１１３（上アーム用領域）に配置し、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６を高圧系領域１１４〜１１６（下アーム用領域）に配置する構成とした（図５を参照）。さらに、放電時駆動回路Ｍ４ｂは対応する下アームのスイッチング素子Ｑ４に接続し、対応する下アームのスイッチング素子Ｑ４の出力端子（エミッタ端子）である基底電位Ｎを基準とする構成とした（図１を参照）。この構成によれば、放電時駆動回路Ｍ４ｂは対応する下アーム用領域のスイッチング素子Ｑ４の基底電位Ｎを基準とするので、同じ下アーム用領域でも他のスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の基底電位Ｎを基準とする場合に比べて効率よくレイアウトを行うことができる。また、放電時駆動回路Ｍ４ｂに供給される電力（電圧）精度も向上する。
【００５９】
〔実施の形態５〕
実施の形態５は、上述した実施の形態１〜４のいずれにも適用され、さらに両面型冷却装置を備える例である。当該実施の形態５は図６を参照しながら説明する。図５（Ａ）には基板の側方から見た側面図を示し、基板の上方から見た平面図を示す。実施の形態５では、図示および説明を簡単にするために実施の形態１〜４と異なる点を説明し、図１〜図５で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
図５に示す冷却装置２００は、「両面型冷却装置」に相当する。この冷却装置２００は、モジュール１４１〜１４６を介してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各両面側から冷却する構造をなす。各モジュールは、一のスイッチング素子と、当該一のスイッチング素子を作動させる回路素子（すなわちダイオード，駆動回路，抵抗器などで一以上の素子）とをパッケージ化したものである。二点鎖線で図示するモジュール１５１〜１５６は、図１に二点鎖線で図示する電力変換部２２を備えた場合、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に相当する。モジュール１４０，１５０はコンバータ回路１０に用いられるスイッチング素子に相当する。以下では、これら全てのモジュールを「モジュール１４１〜１４６等」と表記する。
【００６１】
冷却装置２００は、一の上流管２０１、複数（本形態では５または８）の連結管２０２、一の下流管２０３などを有する。連結管２０２は上流管２０１と下流管２０３とを連結するとともに、連結管２０２の相互間はモジュール１４１〜１４６等が入る間隔を空ける。上流管２０１、複数の連結管２０２および下流管２０３は、冷却用流体（例えば水，空気，油等）が内部を流れるように形成される。図示しない循環用ポンプによって送り出された冷却用流体は、連結管２０２に向かう方向（矢印Ｄ１方向）に上流管２０１を流れ、分岐して下流管２０３に向かう方向（矢印Ｄ２方向）に各連結管２０２を流れ、循環用ポンプに向かう方向（矢印Ｄ３方向）に下流管２０３を流れる。
【００６２】
上流管２０１および下流管２０３は、任意の素材を用い、任意の外形で形成してよい。一方、複数の連結管２０２は冷却機能を果たすため、熱伝導率の高い素材（例えば金属）を用い、モジュール１４１〜１４６等と接触するように外形を形成する。接触面積が多くなるほど冷却効率が高まる点と、形成コストを低く抑える点とを考慮すると、連結管およびモジュールの各接触面は平面で形成するのが望ましい。なお図示するように、上アームのスイッチング素子を有するモジュール（例えばモジュール１４１〜１４３等）は、下アームのスイッチング素子を有するモジュールよりも多く熱を発生し易いので、上流管２０１側に配置するのが望ましい。
【００６３】
上述した実施の形態５によれば、請求項３に対応する効果を得る。すなわち、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の両面側から冷却する冷却装置２００（両面型冷却装置）を備える構成とした（図６を参照）。この構成によれば、冷却装置２００を用いることでスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を効率良く冷却することができる。特に実施の形態１〜３のように高圧系領域１１１〜１１３と高圧系領域１１４〜１１６との間に低圧系領域１２０を介在させない場合には、基板１００上のレイアウトを効率よく行える。
【００６４】
〔実施の形態６〕
実施の形態６は、実施の形態１とは別の回路に適用する例である。当該実施の形態６は図７，図８を参照しながら説明する。図７には、電力変換装置の第２構成例を回路図で示す。図８には、基板の第５配置例を平面図で示す。なお、図１に示す要素と同一の要素については、同一の符号を用いることで機能作用の説明を省略する。
【００６５】
図７に示す電力変換装置７０は、直流電源Ｅ１から供給される電力（電圧ＶＬ）を昇圧して出力する昇圧機能を実現するため、通常時駆動回路Ｍｕａ，Ｍｄａ、放電時駆動回路Ｍｕｂ，Ｍｄｂ、回り込み防止手段Ｂｕ，Ｂｄ、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄ、ダイオードＤｕ，Ｄｄ、インダクタＬ１０などを有する。直流電源Ｅ１は「電力供給源」に相当する。なお、電力変換装置７０は図１に示すコンバータ回路１０として適用可能である。
【００６６】
通常時駆動回路Ｍｕａは、スイッチング素子Ｑｕの出力端子（エミッタ端子）を基準電位として通常時駆動用電源４０から供給される電力（電圧Ｖａ）を受けて作動する。通常時駆動回路Ｍｄａは、スイッチング素子Ｑｄの出力端子（エミッタ端子）を基準電位として通常時駆動用電源４０から供給される電力（電圧Ｖｃ）を受けて作動する。これらの通常時駆動回路Ｍｕａ，Ｍｄａは、それぞれコントローラ６０から個別に信号入力端子Ｐｕａ，Ｐｄａに入力される指令信号に従って、対応するスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄの制御端子（ゲート端子）に駆動用信号を出力する。
【００６７】
放電時駆動回路Ｍｕｂ、スイッチング素子Ｑｕの出力端子（エミッタ端子）を基準電位として放電時駆動用電源５０から供給される電力（電圧Ｖｂ）を受けて作動する。放電時駆動回路Ｍｄｂは、スイッチング素子Ｑｄの出力端子（エミッタ端子）を基準電位として放電時駆動用電源５０から供給される電力（電圧Ｖｄ）を受けて作動する。これらの放電時駆動回路Ｍｕｂ，Ｍｄｂは、それぞれコントローラ６０から個別に信号入力端子Ｐｕｂ，Ｐｄｂに入力される指令信号に従って、対応するスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄの制御端子（ゲート端子）に駆動用信号を出力する。上述した電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄは、同じ電圧となる場合に限らず、基準電位の相違によって異なる電圧となる場合もある。
【００６８】
回り込み防止手段Ｂｕは、実施の形態１に示す回り込み防止手段Ｂ１〜Ｂ３と同様の構成および作用効果を奏する。回り込み防止手段Ｂｄは、実施の形態１に示す回り込み防止手段Ｂ４〜Ｂ６と同様の構成および作用効果を奏する。これらの回り込み防止手段Ｂｕ，Ｂｄは放電時駆動回路に対応して設ける。
【００６９】
スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄは、直列接続されてハーフブリッジを構成している。このスイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄには、例えばセンス電流を出力するセンス端子Ｐｓｕ，Ｐｓｄを備えたＩＧＢＴを用いる。センス端子Ｐｓｄと基底電位Ｎとの間には、抵抗器Ｒｄを接続する。抵抗器Ｒｕは、センス端子Ｐｓｕと、スイッチング素子Ｑｄの入力端子（ソース端子またはコレクタ端子等）との中間接続点との間に接続される。この中間接続点は、さらにインダクタＬ１０を介して直流電源Ｅ１のプラス電極に接続する。このインダクタＬ１０には、例えばチョークコイルを用いる。スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄに並列接続されるダイオードＤｕ，Ｄｄは、それぞれフリーホイールダイオードとして機能する。スイッチング素子Ｑｄの出力端子（エミッタ端子）は、直流電源Ｅ１のマイナス電極（すなわち基底電位Ｎ）に接続する。
【００７０】
電力変換装置７０以外では、スイッチＳｗ、コンデンサＣ１，Ｃ２、電位差検出回路２０ａ，２０ｂなどがある。スイッチＳｗは、直流電源Ｅ１から供給される電力について受電（オン）／非受電（オフ）を切り換える機能を担う。このスイッチＳｗは、直流電源Ｅ１とコンデンサＣ１との間に接続され、コントローラ６０等からオン／オフの切り換え制御が行える素子を用いるのが望ましい。なお、二点鎖線で示すように電力変換装置７０の出力端子側とコンデンサＣ２との間に接続してもよく、双方で接続してもよい。平滑用のコンデンサＣ１は、直流電源Ｅ１の両端（プラス電極とマイナス電極の間）に接続される。平滑用のコンデンサＣ２は、電力変換装置７０の出力側両端に接続される。電位差検出回路２０ａはコンデンサＣ１と並列接続され、電位差検出回路２０ｂはコンデンサＣ２と並列接続される。スイッチＳｗおよびコンデンサＣ１のうち一方または双方は、電力変換装置７０に内在させてもよい。
【００７１】
上述した電力変換装置７０の構成要素を基板上に配置する例について、図８を参照しながら説明する。図８には、基板の第５配置例を平面図で示すが、図７や図１に示す全ての要素は図示できないので説明に必要な要素のみを図示する。
【００７２】
図８に示す基板１００は、図２に示す基板１００に代わる配置例である。図８に示す基板１００は、放電時駆動用電源５０、高圧系領域１１１〜１１８、低圧系領域１２０、接続部Ｊ１〜Ｊ６，Ｊｕ，Ｊｄなどを有する。これらの要素のうち、放電時駆動用電源５０、高圧系領域１１１〜１１８、低圧系領域１２０および接続部Ｊ１〜Ｊ６はインバータ回路（実施の形態１に示す電力変換装置２０）の構成要素であり、実施の形態１と同様である。そのため、以下では電力変換装置７０に関連する要素について説明する。
【００７３】
高圧系領域１１７，１１８はそれぞれが「所定電圧領域」に相当する。高圧系領域１１７には、放電時駆動回路Ｍｕｂや、モジュール１４０（図６を参照）に接続する接続部Ｊｕなどが配置される。同じく高圧系領域１１８には、放電時駆動回路Ｍｄｂや、モジュール１５０（図６を参照）に接続する接続部Ｊｄなどが配置される。放電時駆動用電源５０は、高圧系領域１１７と高圧系領域１１８との間に配置されるとともに、高圧系領域１１８に接続される。なお、放電時駆動用電源５０および放電時駆動回路Ｍｕｂ，Ｍｄｂ等はＦＭＶＳＳ回路に相当する。
【００７４】
上述した配置の基板１００において、放電時駆動用電源５０から供給される電力は、太実線で示すように、放電時駆動回路Ｍｄｂ→絶縁素子Ｚａ→放電時駆動回路Ｍｕｂに伝達される。コントローラ６０は低圧系領域１２０および高圧系領域１１１〜１１８のいずれに配置してもよく、基板１００以外の基板や機器等に配置した上でコネクタ１３０を通じて接続してもよい。
【００７５】
上述した実施の形態６によれば、請求項１に対応し、放電時駆動回路Ｍｕｂ，Ｍｄｂをそれぞれ接続部Ｊｕ，Ｊｄを含む高圧系領域１１７，１１８（特定領域）に配置するとともに、特定領域の近傍に放電時駆動用電源５０を配置する構成とした（図８を参照）。この構成によれば、放電時駆動回路Ｍｕｂ，Ｍｄｂと放電時駆動用電源５０との接続に必要な配線距離が短くなる。配線距離が短くなれば基板１００を小型化することができ、スイッチング素子Ｑｕ，Ｑｄの配置や作動への影響を抑制することができる。また、図８に示すように上アーム用領域のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３，Ｑｕと、下アーム用領域のスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６，Ｑｄとに分け、上アーム用領域と下アーム用領域との間に何も配置しない場合には、基板１００をより小型化できる。
【００７６】
図８では、実施の形態１の対応領域（すなわち図２に示す高圧系領域１１２，１１５に相当する領域）に高圧系領域１１７，１１８を配置した。この形態に代えて、実施の形態２〜４の対応領域に高圧系領域１１７，１１８を配置してもよい。具体的には、実施の形態２，３の対応領域（すなわち図３，図４に示す高圧系領域１１３，１１６に相当する領域）に高圧系領域１１７，１１８を配置したり、実施の形態４の対応領域（すなわち図５に示す高圧系領域１１１，１１４に相当する領域）に高圧系領域１１７，１１８を配置したりする。これらの配置をした基板１００では、対応する実施の形態で得られる作用効果と同様の作用効果（すなわち請求項２〜９に対応する作用効果）を得ることができる。
【００７７】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜６に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００７８】
上述した実施の形態１〜６では、出力機器として三相の発電電動機３１，３２，…を適用した（図１を参照）。この形態に代えて、三相以外の発電電動機や、相数にかかわらず電力変換装置２０（具体的には電力変換部２１，２２，…）から出力する電力を受けて作動可能な他の出力機器を適用してもよい。他の出力機器としては、例えば回転機（すなわち発電機や電動機等）、電力系統、負荷等のうちで一以上が該当する。三相以外の発電電動機や他の出力機器であっても、電力変換装置２０によって作動させることができるので、上述した実施の形態１〜６と同様の作用効果を得ることができる。
【００７９】
上述した実施の形態１〜６では、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６等としてセンス端子を有するＩＧＢＴを適用した（図１〜図１１を参照）。この形態に代えて、スイッチング機能を備えた他の半導体素子を適用してもよい。他の半導体素子としては、センス端子を有しないＩＧＢＴや、パワーＭＯＳＦＥＴ等が該当する。単にスイッチング素子の種類が相違するに過ぎないので、上述した実施の形態１〜６と同様の作用効果を得ることができる。
【００８０】
上述した実施の形態１に示す基板１００は、放電時駆動回路Ｍ２ｂ，Ｍ５ｂをそれぞれ接続部Ｊ２，Ｊ５を含む高圧系領域１１２，１１５（特定領域）に配置するとともに、特定領域の近傍に放電時駆動用電源５０を配置する構成とした（図２を参照）。この形態に代えて、他の領域の近傍または接続して配置してもよい。当該他の領域は、高圧系領域１１１，１１４や、高圧系領域１１３，１１６等が該当する。また、上アームと下アームとを入れ換えて配置してもよく、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相を入れ換えて配置してもよい。いずれの配置にせよ、上述した実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。
【００８１】
上述した実施の形態２に示す基板１００は、放電時駆動回路Ｍ３ｂ，Ｍ６ｂがコントローラ６０が配置される領域に近い接続部Ｊ３，Ｊ６を含む高圧系領域１１３，１１６に配置される構成とした（図３を参照）。この形態に代えて、放電時駆動用電源５０は、他の領域の近傍に配置してもよい。当該他の領域は、高圧系領域１１１，１１４や、高圧系領域１１２，１１５等が該当する。また、上アームと下アームとを入れ換えて配置してもよく、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相を入れ換えて配置してもよい。いずれの配置にせよ、上述した実施の形態１，２と同様の作用効果を得ることができる。
【００８２】
上述した実施の形態３に示す基板１００は、放電時駆動用電源５０は高圧系領域１１３の接続部Ｊ３を介してスイッチング素子Ｑ３に接続し、当該スイッチング素子Ｑ３に供給される電力を受けて作動する構成とした（図４を参照）。この形態に代えて、放電時駆動用電源５０は、他の領域の近傍に配置してもよい。当該他の領域は、高圧系領域１１１，１１４や、高圧系領域１１２，１１５等が該当する。また、上アームと下アームとを入れ換えて配置してもよく、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相を入れ換えて配置してもよい。いずれの配置にせよ、上述した実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。
【００８３】
上述した実施の形態４に示す基板１００は、放電時駆動回路Ｍ１ｂ，Ｍ４ｂをそれぞれ接続部Ｊ１，Ｊ４を含む高圧系領域１１１，１１４（特定領域）に配置するとともに、特定領域の近傍に放電時駆動用電源５０を配置する構成とした（図５を参照）。この形態に代えて、放電時駆動用電源５０は、他の領域の近傍に配置してもよい。すなわち、上記高圧系領域１１１，１１４の部位に高圧系領域１１２，１１５や、高圧系領域１１３，１１６等を配置する例が該当する。また、上アームと下アームとを入れ換えて配置してもよく、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相を入れ換えて配置してもよい。いずれの配置にせよ、上述した実施の形態１，４と同様の作用効果を得ることができる。
【００８４】
上述した実施の形態５では、スイッチング素子の両面側から冷却する冷却装置２００を適用した（図６を参照）。この形態に代えて、スイッチング素子を冷却する他の冷却装置を適用してもよい。例えば、各スイッチング素子の片面側から冷却する片面型冷却装置や、各スイッチング素子に接触させて冷却する冷却装置（例えばペルティエ素子；Peltier Device）、他のヒートポンプ（例えば気体液化ヒートポンプ）などが該当する。他の冷却装置であっても、各スイッチング素子冷やされて作動を安定化させることができるので、上述した実施の形態１〜６と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８５】
Ｅ１ 直流電源（電力供給源）
１０ コンバータ回路（電力供給源）
２０，７０ 電力変換装置
２０ａ，２０ｂ 電位差検出回路
２１，２２，… 電力変換部
３１ 発電電動機（出力機器）
４０ 通常時駆動用電源
５０ 放電時駆動用電源
６０ コントローラ（駆動信号生成回路）
１００ 基板
１１１〜１１８ 高圧系領域（所定電圧領域）
１２０ 低圧系領域
２００ 冷却装置（両面型冷却装置）
Ｂ１〜Ｂ６，Ｂｕ，Ｂｄ 回り込み防止手段
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ（キャパシタ）
Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード（整流素子）
Ｊ１〜Ｊ６，Ｊｕ，Ｊｄ 接続部
Ｍ１ａ，Ｍ２ａ，Ｍ３ａ，Ｍ４ａ，Ｍ５ａ，Ｍ６ａ，Ｍｕａ，Ｍｄａ 通常時駆動回路
Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂ，Ｍ３ｂ，Ｍ４ｂ，Ｍ５ｂ，Ｍ６ｂ，Ｍｄａ，Ｍｄｂ 放電時駆動回路
Ｑ１〜Ｑ６，Ｑｕ，Ｑｄ スイッチング素子
Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｄ 絶縁素子
Ｎ 基底電位
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給源の出力側両端に接続して平滑するコンデンサと、前記電力供給源から供給される電力を変換して出力する複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子ごとに対応して設けられ前記電力を変換する際に対応する前記スイッチング素子を駆動する複数の通常時駆動回路と、前記複数の通常時駆動回路の作動に必要な電力を出力する通常時駆動用電源とを備える電力変換装置において、
前記複数のスイッチング素子のうち一以上のスイッチング素子ごとに対応して設けられ、前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に前記対応する前記スイッチング素子を駆動する一以上の放電時駆動回路と、
前記通常時駆動用電源とは別個に設けられ、前記放電時駆動回路の作動に必要な電力を出力する放電時駆動用電源と、
前記スイッチング素子ごとに対応して設けられ、前記スイッチング素子に接続するための複数の接続部を配置する基板と、を有し、
前記一以上の放電時駆動回路が前記複数の接続部の中から選択される接続部を含む一以上の特定領域に配置され、前記特定領域の近傍には前記放電時駆動用電源が配置されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記複数の通常時駆動回路に対して伝達する駆動信号を生成する駆動信号生成回路をさらに有し、
前記一以上の放電時駆動回路は、前記駆動信号生成回路が配置される領域の近傍に位置する接続部を含む領域に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記スイッチング素子の両面側から冷却する両面型冷却装置を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
電力供給源の出力側両端に接続して平滑するコンデンサと、前記電力供給源から供給される電力を変換して出力する複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子ごとに対応して設けられ前記電力を変換する際に対応する前記スイッチング素子を駆動する複数の通常時駆動回路と、前記複数の通常時駆動回路の作動に必要な電力を出力する通常時駆動用電源とを備える電力変換装置において、
前記複数のスイッチング素子のうち一以上のスイッチング素子ごとに対応して設けられ、前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に前記対応する前記スイッチング素子を駆動する一以上の放電時駆動回路と、
前記通常時駆動用電源とは別個に設けられ、前記放電時駆動回路の作動に必要な電力を出力する放電時駆動用電源と、
前記複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分けて配置するとともに、前記上アーム用領域と前記下アーム用領域との間にこれらの領域の電位と異なる異電位領域を介在させて配置する基板と、を有し、
前記一以上の放電時駆動回路は、それぞれが列状に配置される前記上アーム用領域および前記下アーム用領域の双方における端側の領域またはその近傍に位置することを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
前記一以上の放電時駆動回路を配置する領域は、前記複数のスイッチング素子のうち前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に駆動するスイッチング素子に接続する接続部を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記基板は、所定電圧が印加される所定電圧領域と、基底電位と前記所定電圧との電位差を検出する電位差検出回路と、を含み、
前記放電時駆動用電源は、前記電位差検出回路に接続し、前記電位差検出回路から供給される電力を受けて前記放電時駆動回路の作動に必要な電力を出力することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記一以上の放電時駆動回路は、前記電位差検出回路が配置された領域の近傍に位置することを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分けて配置し、
前記放電時駆動用電源は、前記上アーム用領域のスイッチング素子に接続し、前記スイッチング素子に供給される電力を受けて作動することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分けて配置し、
前記一以上の放電時駆動回路は、対応する前記下アーム用領域のスイッチング素子に接続し、対応する前記下アーム用領域のスイッチング素子の基底電位を基準とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１】
電力供給源の出力側両端に接続して平滑するコンデンサと、前記電力供給源から供給される電力を変換して出力する複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子ごとに対応して設けられ前記電力を変換する際に対応する前記スイッチング素子を駆動する複数の通常時駆動回路と、前記複数の通常時駆動回路の作動に必要な電力を出力する通常時駆動用電源とを備える電力変換装置において、
前記複数のスイッチング素子のうち一以上のスイッチング素子ごとに対応して設けられ、前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に前記対応する前記スイッチング素子を駆動する一以上の放電時駆動回路と、
前記通常時駆動用電源とは別個に設けられ、前記放電時駆動回路の作動に必要な電力を出力する放電時駆動用電源と、
前記スイッチング素子ごとに対応して設けられ、前記スイッチング素子に接続するための複数の接続部を配置する基板と、を有し、
前記一以上の放電時駆動回路が前記複数の接続部の中から選択される接続部を含む一以上の特定領域に配置され、前記特定領域の近傍には前記放電時駆動用電源が配置されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記複数の通常時駆動回路に対して伝達する駆動信号を生成する駆動信号生成回路をさらに有し、
前記一以上の放電時駆動回路は、前記駆動信号生成回路が配置される領域の近傍に位置する接続部を含む領域に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記スイッチング素子の両面側から冷却する両面型冷却装置を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
電力供給源の出力側両端に接続して平滑するコンデンサと、前記電力供給源から供給される電力を変換して出力する複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子ごとに対応して設けられ前記電力を変換する際に対応する前記スイッチング素子を駆動する複数の通常時駆動回路と、前記複数の通常時駆動回路の作動に必要な電力を出力する通常時駆動用電源とを備える電力変換装置において、
前記複数のスイッチング素子のうち一以上のスイッチング素子ごとに対応して設けられ、前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に前記対応する前記スイッチング素子を駆動する一以上の放電時駆動回路と、
前記通常時駆動用電源とは別個に設けられ、前記放電時駆動回路の作動に必要な電力を出力する放電時駆動用電源と、
前記複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分けて配置するとともに、前記上アーム用領域と前記下アーム用領域との間にこれらの領域の電位と異なる異電位領域を介在させて配置する基板と、を有し、
前記一以上の放電時駆動回路は、それぞれが列状に配置される前記上アーム用領域および前記下アーム用領域の双方における端側の領域またはその近傍に位置することを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
前記一以上の放電時駆動回路を配置する領域は、前記複数のスイッチング素子のうち前記コンデンサに蓄積された電荷を放電する際に駆動するスイッチング素子に接続する接続部を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記基板は、所定電圧が印加される所定電圧領域と、基底電位と前記所定電圧との電位差を検出する電位差検出回路と、を含み、
前記放電時駆動用電源は、前記電位差検出回路に接続し、前記電位差検出回路から供給される電力を受けて前記放電時駆動回路の作動に必要な電力を出力することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記一以上の放電時駆動回路は、前記電位差検出回路が配置された領域の近傍に位置することを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分けて配置し、
前記放電時駆動用電源は、前記上アーム用領域のスイッチング素子に接続し、前記スイッチング素子に供給される電力を受けて作動することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記複数のスイッチング素子を上アーム用領域と下アーム用領域とに分けて配置し、
前記一以上の放電時駆動回路は、対応する前記下アーム用領域のスイッチング素子に接続し、対応する前記下アーム用領域のスイッチング素子の基底電位を基準とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２１７４８３（Ｐ２０１１−２１７４８３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８２０６３（Ｐ２０１０−８２０６３）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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