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JP7730752B2 - Electronic circuit board - Google Patents

Electronic circuit board

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JP7730752B2
JP7730752B2 JP2021210155A JP2021210155A JP7730752B2 JP 7730752 B2 JP7730752 B2 JP 7730752B2 JP 2021210155 A JP2021210155 A JP 2021210155A JP 2021210155 A JP2021210155 A JP 2021210155A JP 7730752 B2 JP7730752 B2 JP 7730752B2
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JP
Japan
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switching elements
wiring board
terminals
phase
multilayer wiring
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JP2021210155A
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Japanese (ja)
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JP2023094703A (en
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郁弥 新居
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ASTEMO, LTD.
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ASTEMO, LTD.
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Description

この発明は、例えばスイッチトリラクタンスモータの駆動装置等として、三相インバータ回路となる非対称ハーフブリッジ回路が実装されてなる電子回路基板に関する。 This invention relates to an electronic circuit board on which an asymmetric half-bridge circuit serving as a three-phase inverter circuit is mounted, for example as a drive device for a switched reluctance motor.

レアアースを含む永久磁石を必要としないことから、近年、種々の機器の駆動源としてスイッチトリラクタンスモータ(SRモータともいう)が注目されている。このSRモータにおいては、例えばU,V,Wの三相の各相コイルに独立して通電がなされるので、SRモータの駆動回路となる三相インバータ回路として、非対称ハーフブリッジ回路が用いられる(特許文献1参照)。 Switched reluctance motors (also known as SR motors) have been attracting attention in recent years as a drive source for a variety of devices because they do not require permanent magnets containing rare earths. In SR motors, current is applied independently to each of the three phase coils (U, V, and W), for example, so an asymmetric half-bridge circuit is used as the three-phase inverter circuit that drives the SR motor (see Patent Document 1).

特許文献2は、三相ブラシレスモータの駆動回路となる三相インバータ回路を実装した回路基板において、上アームとなる3つの半導体スイッチング素子を樹脂モールドした第1電子部品と、下アームとなる3つの半導体スイッチング素子を樹脂モールドした第2電子部品と、を回路基板の表裏に対向配置し、両者間の基板にスルーホールを設けた構成を開示している。 Patent Document 2 discloses a circuit board mounted with a three-phase inverter circuit that serves as the drive circuit for a three-phase brushless motor. The first electronic component, which comprises three resin-molded semiconductor switching elements that form the upper arm, and the second electronic component, which comprises three resin-molded semiconductor switching elements that form the lower arm, are arranged facing each other on the front and back of the circuit board, with a through-hole provided in the board between them.

国際公開第2018/084092号公報International Publication No. 2018/084092 特開2016-129461号公報JP 2016-129461 A

特許文献1の図13等に開示されているように、非対称ハーフブリッジ回路では、6個のスイッチング素子の各々から負荷(例えばSRモータのコイル)へとそれぞれ出力側の配線が必要である。従って、非対称ハーフブリッジ回路を印刷配線基板に実装した場合、例えば配線基板に設けられるコネクタの6個の端子と各スイッチング素子との間に、計6本の出力配線パターンが印刷形成されることとなる。 As disclosed in Patent Document 1, for example, Figure 13, an asymmetric half-bridge circuit requires output wiring from each of the six switching elements to a load (e.g., the coil of an SR motor). Therefore, when an asymmetric half-bridge circuit is mounted on a printed wiring board, a total of six output wiring patterns are printed and formed, for example, between each switching element and the six terminals of a connector provided on the wiring board.

モータ駆動回路等となるインバータ回路においては、一般に、その出力側でのノイズ発生が問題となる。このようなノイズを抑制するためには、インピーダンスを低下させるように個々の出力配線パターンを太くかつ短いものとすることが好ましい。しかし、印刷配線基板に実装した6個の半導体スイッチング素子とコネクタとの間に6本の出力配線パターンをレイアウトすると、個々の出力配線パターンが細いものとなりやすい。そして、これら6本の出力配線パターンを流れる電流によるノイズが問題となる。 Inverter circuits used in motor drive circuits and the like generally suffer from noise generation on the output side. To suppress this noise, it is preferable to make each output wiring pattern thick and short so as to reduce impedance. However, when six output wiring patterns are laid out between six semiconductor switching elements mounted on a printed wiring board and a connector, each output wiring pattern tends to be thin. This causes noise problems due to the current flowing through these six output wiring patterns.

特許文献2は、第1電子部品と第2電子部品とが同時には通電されないことを利用してモータ駆動回路の放熱性向上を図った技術であり、非対称ハーフブリッジ回路におけるノイズ抑制については何ら考慮されていない。 Patent Document 2 describes a technology that aims to improve the heat dissipation of a motor drive circuit by taking advantage of the fact that the first electronic component and the second electronic component are not energized at the same time, but does not give any consideration to noise suppression in an asymmetric half-bridge circuit.

この発明は、出力配線パターンにおけるノイズを抑制するように非対称ハーフブリッジ回路を実装した電子回路基板を提供することを目的としている。 The purpose of this invention is to provide an electronic circuit board that implements an asymmetric half-bridge circuit to suppress noise in the output wiring pattern.

この発明は、その一つの態様において、第1面と第2面とを有する多層配線基板に三相インバータ回路となる非対称ハーフブリッジ回路が実装されてなる電子回路基板であって、
上記多層配線基板の一つの側縁部に、一列に並んだ6個の端子を有するコネクタが取り付けられており、
各相を構成する2つのスイッチング素子の各々が上記第1面および上記第2面にそれぞれ配置され、かつ、各相を構成する2つのスイッチング素子が、上記多層配線基板の積層方向に投影したときに互いに重なり合う位置に配置されており、
第1面および上記第2面のそれぞれ3個のスイッチング素子は、上記コネクタに向かって一直線上に並ぶように配置されており
第1面および第2面の2つのスイッチング素子からそれぞれ上記端子へ向かって延びる出力配線パターンが上記多層配線基板の異なる層にそれぞれ配線されているとともに、各々の出力配線パターンは、隣接する一対の端子へ向かって台形状に拡がっていく形状をなし、かつ先端縁に、一方の端子との接触を避けるための切り欠きを有し、上記多層配線基板の積層方向に投影したときに、切欠部分を除く全体が互いに重なり合うように配置されている。
In one aspect, the present invention provides an electronic circuit board having an asymmetrical half-bridge circuit that serves as a three-phase inverter circuit mounted on a multilayer wiring board having a first surface and a second surface,
A connector having six terminals arranged in a row is attached to one side edge of the multilayer wiring board,
two switching elements constituting each phase are respectively arranged on the first surface and the second surface , and the two switching elements constituting each phase are arranged at positions that overlap each other when projected in a stacking direction of the multilayer wiring board ,
The three switching elements on each of the first surface and the second surface are arranged in a straight line toward the connector.
Output wiring patterns extending from the two switching elements on the first and second surfaces toward the terminals are respectively wired on different layers of the multilayer wiring board, and each output wiring pattern has a trapezoidal shape that expands toward an adjacent pair of terminals, has a notch at its tip edge to avoid contact with one of the terminals, and is arranged so that when projected in the stacking direction of the multilayer wiring board, the entire pattern except for the notched portion overlaps with each other.

この発明によれば、多層配線基板の積層方向に投影したときに重なり合う2つの出力配線パターンで同時にかつ逆向きに電流が流れるので、各々で生じる磁界が打ち消し合う形となり、ノイズの抑制が図れる。また6個のスイッチング素子が3個ずつ第1面と第2面とに配置されるので、比較的に幅の広い出力配線パターンのレイアウトが容易になる。 According to this invention, currents flow simultaneously and in opposite directions in the two overlapping output wiring patterns when projected in the stacking direction of the multilayer wiring board, causing the magnetic fields generated by each to cancel each other out, thereby suppressing noise. Furthermore, since the six switching elements are arranged in groups of three on each of the first and second surfaces, it is easy to layout relatively wide output wiring patterns.

非対称ハーフブリッジ回路の一例を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of an asymmetric half-bridge circuit. SRモータの構成説明図。FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of an SR motor. 第1実施例の電子回路基板の要部を示し、(a)第1面と(b)第2面とを対比して示した説明図。1A and 1B are explanatory views showing a main part of an electronic circuit board according to a first embodiment, in which (a) a first surface and (b) a second surface are compared. 第1実施例の電子回路基板における電流の流れおよび磁界の説明図。3A and 3B are explanatory diagrams of current flow and magnetic field in the electronic circuit board of the first embodiment. 第1実施例の出力配線パターンの長さ方向に対し直交する断面における電流の流れおよび磁界の説明図 5A and 5B are explanatory diagrams of current flow and magnetic field in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the output wiring pattern according to the first embodiment .

以下、この発明をSRモータの駆動装置に適用した一実施例について図面を参照しつつ説明する。初めに、SRモータおよびこのSRモータを駆動する三相インバータ回路となる非対称ハーフブリッジ回路の概略を説明する。図2は、一般的な4極6スロットのSRモータMを示している。このSRモータMは、例えば電磁鋼板を積層してなる4つの突極を有するロータ1と、6個の突極およびコイルC1~C6を有するステータ2と、から構成される。互いに対向して位置するコイルC1およびコイルC2は、例えばU相コイルとして互いに直列に接続されている。同様に、互いに対向して位置するコイルC3およびコイルC4は、V相コイルとして互いに直列に接続され、コイルC5およびコイルC6はW相コイルとして互いに直列に接続されている。U,V,Wの各相のコイルは互いに結線されずに独立しており、図1に例示した非対称ハーフブリッジ回路によって個々に通電される。U,V,Wの各相のコイルに順次通電を行うことで、SRモータMのロータ1が回転する。 An embodiment of the present invention applied to an SR motor drive device will be described below with reference to the drawings. First, an outline of the SR motor and the asymmetric half-bridge circuit that serves as the three-phase inverter circuit that drives the SR motor will be described. Figure 2 shows a typical 4-pole, 6-slot SR motor M. This SR motor M is composed of a rotor 1 with four salient poles, for example, made of laminated electromagnetic steel sheets, and a stator 2 with six salient poles and coils C1 to C6. Coils C1 and C2, which are positioned opposite each other, are connected in series to each other, for example, as a U-phase coil. Similarly, coils C3 and C4, which are positioned opposite each other, are connected in series to each other as a V-phase coil, and coils C5 and C6 are connected in series to each other as a W-phase coil. The coils of the U, V, and W phases are independent and not connected to each other, and are individually energized by the asymmetric half-bridge circuit illustrated in Figure 1. Rotor 1 of the SR motor M rotates by sequentially energizing the coils of the U, V, and W phases.

図1に示す一例の非対称ハーフブリッジ回路は、図1に示すように、直流電源11の正極端と負極端との間にそれぞれ設けられた6個の半導体スイッチング素子S1~S6と、これらの半導体スイッチング素子S1~S6に対してそれぞれ直列に設けられたダイオードD1~D6と、を含んで構成される。ダイオードD1,D3,D5はスイッチング素子S1,S3,S5と直流電源11の負極端との間に位置し、ダイオードD2,D4,D6はスイッチング素子S2,S4,S6と直流電源11の正極端との間に位置する。半導体スイッチング素子S1~S6とダイオードD1~D6との間に、それぞれ出力点OUT1~OUT6が設けられている。そして、出力点OUT1と出力点OUT2とがSRモータMのU相コイルの両端にそれぞれ接続され、出力点OUT3と出力点OUT4とがV相コイルの両端にそれぞれ接続され、出力点OUT5と出力点OUT6とがW相コイルの両端にそれぞれ接続されている。 The example asymmetric half-bridge circuit shown in Figure 1 includes six semiconductor switching elements S1 to S6 each connected between the positive and negative terminals of a DC power supply 11, and diodes D1 to D6 connected in series with these semiconductor switching elements S1 to S6, respectively. Diodes D1, D3, and D5 are located between the switching elements S1, S3, and S5 and the negative terminal of the DC power supply 11, and diodes D2, D4, and D6 are located between the switching elements S2, S4, and S6 and the positive terminal of the DC power supply 11. Output points OUT1 to OUT6 are provided between the semiconductor switching elements S1 to S6 and the diodes D1 to D6, respectively. Output points OUT1 and OUT2 are connected to both ends of the U-phase coil of the SR motor M, output points OUT3 and OUT4 are connected to both ends of the V-phase coil, and output points OUT5 and OUT6 are connected to both ends of the W-phase coil.

U相を構成する2つの半導体スイッチング素子S1,S2は同時にONとなり、これにより図1に矢印で電流方向を示すように出力点OUT1からU相コイルを経て出力点OUT2へと電流が流れる。同様に、V相を構成する2つの半導体スイッチング素子S3,S4は同時にONとなり、出力点OUT3からV相コイルを経て出力点OUT4へと電流が流れる。W相を構成する2つの半導体スイッチング素子S5,S6も同時にONとなり、出力点OUT5からW相コイルを経て出力点OUT6へと電流が流れる。各々の半導体スイッチング素子S1~S6のゲート信号は、図示せぬモータ制御回路によって制御される。半導体スイッチング素子S1~S6としては、例えばMOSFETが用いられているが、他の形式のスイッチング素子であってもよい。 The two semiconductor switching elements S1 and S2 that make up the U phase are turned ON simultaneously, causing current to flow from output point OUT1 through the U-phase coil to output point OUT2, as indicated by the arrows in Figure 1. Similarly, the two semiconductor switching elements S3 and S4 that make up the V phase are turned ON simultaneously, causing current to flow from output point OUT3 through the V-phase coil to output point OUT4. The two semiconductor switching elements S5 and S6 that make up the W phase are also turned ON simultaneously, causing current to flow from output point OUT5 through the W-phase coil to output point OUT6. The gate signals of each semiconductor switching element S1 to S6 are controlled by a motor control circuit (not shown). MOSFETs, for example, are used as semiconductor switching elements S1 to S6, but other types of switching elements may also be used.

図1に示した非対称ハーフブリッジ回路は、多層配線基板に実装されており、SRモータMとはコネクタ12を介して接続されている。従って、出力点OUT1~OUT6から各コイルへ向かって延びる出力線L1~L6は、多層配線基板上では、各層の金属箔からなる出力配線パターンとして構成されており、コネクタ12とSRモータMとの間ではいわゆるハーネスとして構成されている。 The asymmetric half-bridge circuit shown in Figure 1 is mounted on a multilayer wiring board and connected to the SR motor M via connector 12. Therefore, the output lines L1 to L6 extending from output points OUT1 to OUT6 to each coil are configured as output wiring patterns made of metal foil on each layer on the multilayer wiring board, and are configured as a so-called harness between connector 12 and the SR motor M.

次に、第1実施例の電子回路基板を図3~図5に基づいて説明する。第1実施例の電子回路基板は、例えば4層(2つの表層および2つの内層)の金属箔層を備えた印刷配線基板21に非対称ハーフブリッジ回路をコネクタ12(詳しくは雌雄コネクタの一方)とともに実装したものである。図3は、第1実施例の電子回路基板の要部を示したものであり、図(a)は、配線基板21の一方の主面つまり第1面21Aの要部の構成を示し、図(b)は、他方の主面つまり第2面21Bの要部の構成を示す。図4は、図3における矢印A方向から見た説明図である。図5は、印刷配線基板21を断面として示した説明図である。 Next, the electronic circuit board of the first embodiment will be described with reference to Figures 3 to 5. The electronic circuit board of the first embodiment is configured by mounting an asymmetric half-bridge circuit together with a connector 12 (specifically, one of the male and female connectors) on a printed wiring board 21 having, for example, four metal foil layers (two surface layers and two inner layers). Figure 3 shows the main parts of the electronic circuit board of the first embodiment, with Figure 3(a) showing the main parts of one main surface, i.e., first surface 21A, of the wiring board 21, and Figure 3(b) showing the main parts of the other main surface, i.e., second surface 21B. Figure 4 is an explanatory diagram viewed from the direction of arrow A in Figure 3. Figure 5 is an explanatory diagram showing a cross section of the printed wiring board 21.

配線基板21は、一つの側縁部に合成樹脂製の細長いコネクタ12を備えており、このコネクタ12には、前述したU,V,Wの各相コイルに対応して6個のピン状の端子22A~22F(区別が不要なときは端子22と総称する)が一列に並んで設けられている。各々の端子22は、図4に示すようにL字形をなしており、配線基板21に形成されたスルーホールに挿入された上で後述する出力配線パターンの端部のランドにはんだ付けされている。 The wiring board 21 is provided with a long, thin connector 12 made of synthetic resin on one side edge, and this connector 12 has six pin-shaped terminals 22A-22F (collectively referred to as terminals 22 when no distinction is necessary) arranged in a row, corresponding to the U, V, and W phase coils mentioned above. Each terminal 22 is L-shaped as shown in Figure 4, and is inserted into a through-hole formed in the wiring board 21 and soldered to a land at the end of the output wiring pattern, which will be described later.

配線基板21の第1面21Aには、図3(a)に示すように、3個の半導体スイッチング素子S1,S3,S5がコネクタ12と平行な一直線上に並ぶように配置されている。つまり、3個の半導体スイッチング素子S1,S3,S5がコネクタ12と向かい合うように配置されており、半導体スイッチング素子S1は端子22A,22Bに、半導体スイッチング素子S3は端子22C,22Dに、半導体スイッチング素子S5は端子22E,22Fに、それぞれ対向している。より詳しくは、各半導体スイッチング素子とこれに対応する互いに隣接する2つの端子22とが二等辺三角形の頂点にそれぞれ位置するように、2つの端子22に対して対称となるように半導体スイッチング素子S1,S3,S5がそれぞれ配置されている。半導体スイッチング素子S1,S3,S5は、矩形の樹脂パッケージを備えており、前述したダイオードD1,D3,D5が半導体スイッチング素子S1,S3,S5のパッケージの側面に沿った形で配線基板21の第1面21Aに実装されている。 As shown in FIG. 3(a), three semiconductor switching elements S1, S3, and S5 are arranged on the first surface 21A of the wiring board 21 in a line parallel to the connector 12. That is, the three semiconductor switching elements S1, S3, and S5 are arranged facing the connector 12, with semiconductor switching element S1 facing terminals 22A and 22B, semiconductor switching element S3 facing terminals 22C and 22D, and semiconductor switching element S5 facing terminals 22E and 22F. More specifically, semiconductor switching elements S1, S3, and S5 are arranged symmetrically with respect to the two adjacent terminals 22, with each semiconductor switching element and its corresponding two adjacent terminals 22 positioned at the vertices of an isosceles triangle. Semiconductor switching elements S1, S3, and S5 are housed in rectangular resin packages, and the aforementioned diodes D1, D3, and D5 are mounted on the first surface 21A of the wiring board 21 along the side surfaces of the packages of semiconductor switching elements S1, S3, and S5.

半導体スイッチング素子S1,S3,S5の各々から対応する端子22A,22C,22Eへ向かって上述した出力線L1,L3.L5となる出力配線パターン23A,23C,23E(区別が不要なときは出力配線パターン23と総称する)が延びており、各々の先端部が端子22A,22C,22Eに接続されている。詳しくは、これらの出力配線パターン23A,23C,23Eは一対の端子22へ向かって拡がった台形状をなしており、一方の先端縁が切り欠かれた形となって1つの端子22に接続されている。例えば、半導体スイッチング素子S1の出力配線パターン23Aは、コネクタ12に対向したパッケージの一端縁から一対の端子22A,22Bへ向かって台形状に拡がり、最も幅広となった先端部の一方の側(端子22Bに近い側)が端子22Bと接触しないように切り欠かれていて、端子22Aのみに接続されている。出力配線パターン23C,23Eも同様の構成となっている。 Output wiring patterns 23A, 23C, and 23E (collectively referred to as output wiring patterns 23 when no distinction is necessary) serving as the aforementioned output lines L1, L3, and L5 extend from each of the semiconductor switching elements S1, S3, and S5 toward the corresponding terminals 22A, 22C, and 22E, with their respective tips connected to terminals 22A, 22C, and 22E. Specifically, these output wiring patterns 23A, 23C, and 23E are trapezoidal and extend toward a pair of terminals 22, with one edge of the trapezoid notched and connected to one terminal 22. For example, output wiring pattern 23A of semiconductor switching element S1 extends in a trapezoidal shape from one edge of the package facing connector 12 toward a pair of terminals 22A and 22B, with one side of its widest tip (the side closest to terminal 22B) notched to prevent contact with terminal 22B and connected only to terminal 22A. Output wiring patterns 23C and 23E have a similar configuration.

図5は、配線基板21の出力配線パターン23A,23C,23Eの長さ方向に対し直交する断面を示した説明図であって、この図5に示すように、出力配線パターン23A,23C,23Eは、好ましい一実施例では、通電量を確保するために、第1面21Aにおける表層の金属箔層25aと次の内層の金属箔層25bとの2層に亘って形成されている。 Figure 5 is an explanatory diagram showing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the output wiring patterns 23A, 23C, and 23E of the wiring board 21. As shown in Figure 5, in a preferred embodiment, the output wiring patterns 23A, 23C, and 23E are formed across two layers: the surface metal foil layer 25a on the first surface 21A and the next inner metal foil layer 25b, in order to ensure sufficient current flow.

配線基板21の第2面21Bには、図3(b)に示すように、残りの3個の半導体スイッチング素子S2,S4,S6がコネクタ12と平行な一直線上に並ぶように配置されている。ここで、これら3個の半導体スイッチング素子S2,S4,S6は、同じ相コイルに対応する第1面21A上の半導体スイッチング素子S1,S3,S5に対して、多層配線基板21の積層方向に投影したときに互いに重なり合う位置(換言すれば実質的に同一の位置)に配置されている。例えば、U相の半導体スイッチング素子S2は同じU相を構成する半導体スイッチング素子S1と配線基板21の表裏で対向するように配置されている。V相の半導体スイッチング素子S4は第1面21Aの半導体スイッチング素子S2に対して、W相の半導体スイッチング素子S6は第1面21Aの半導体スイッチング素子S5に対して、それぞれ同様の位置関係を有している。 As shown in FIG. 3(b), the remaining three semiconductor switching elements S2, S4, and S6 are arranged on the second surface 21B of the wiring board 21 so as to be aligned in a straight line parallel to the connector 12. These three semiconductor switching elements S2, S4, and S6 are arranged in positions that overlap (in other words, substantially in the same positions) with the semiconductor switching elements S1, S3, and S5 on the first surface 21A that correspond to the same phase coil when projected in the stacking direction of the multilayer wiring board 21. For example, the U-phase semiconductor switching element S2 is arranged to face the semiconductor switching element S1 that constitutes the same U-phase on the front and back of the wiring board 21. The V-phase semiconductor switching element S4 has a similar positional relationship to the semiconductor switching element S2 on the first surface 21A, and the W-phase semiconductor switching element S6 has a similar positional relationship to the semiconductor switching element S5 on the first surface 21A.

各半導体スイッチング素子S2,S4,S6から端子22へ向かって延びる出力配線パターン23B,23D,23Fは、第1面21Aにおける出力配線パターン23A,23C,23Eと同一の形状をなしている。例えば、半導体スイッチング素子S2の出力配線パターン23Bは、コネクタ12に対向したパッケージの一端縁から一対の端子22A,22Bへ向かって台形状に拡がり、最も幅広となった先端部の一方の側(端子22Aに近い側)が端子22Aと接触しないように切り欠かれていて、端子22Bのみに接続されている。出力配線パターン23D,23Fも同様の構成となっている。 Output wiring patterns 23B, 23D, and 23F extending from each semiconductor switching element S2, S4, and S6 toward terminal 22 have the same shape as output wiring patterns 23A, 23C, and 23E on first surface 21A. For example, output wiring pattern 23B of semiconductor switching element S2 expands in a trapezoidal shape from one edge of the package facing connector 12 toward a pair of terminals 22A and 22B, with one side of the widest tip (the side closest to terminal 22A) notched to prevent contact with terminal 22A and connected only to terminal 22B. Output wiring patterns 23D and 23F are also configured in a similar manner.

従って、多層配線基板21を積層方向に投影して見たときに、第2面21Bにおける出力配線パターン23B,23D,23Fは、先端部(端子22との接続部および切欠部分)を除く全体が第1面21Aにおける出力配線パターン23A,23C,23Eと重なり合っている。 Therefore, when the multilayer wiring board 21 is projected in the stacking direction, the output wiring patterns 23B, 23D, and 23F on the second surface 21B entirely overlap with the output wiring patterns 23A, 23C, and 23E on the first surface 21A, except for their tip portions (the connection portions with the terminals 22 and the notched portions).

図5に示すように、第2面21B側の出力配線パターン23B,23D,23Fは、好ましい一実施例では、通電量を確保するために、第2面21Bにおける表層の金属箔層25dと次の内層の金属箔層25cとの2層に亘って形成されている。 As shown in Figure 5, in a preferred embodiment, the output wiring patterns 23B, 23D, and 23F on the second surface 21B are formed across two layers: the surface metal foil layer 25d on the second surface 21B and the next inner metal foil layer 25c, in order to ensure sufficient current flow.

このような実施例の電子回路基板にあっては、配線基板21の第1面21Aおよび第2面21Bにそれぞれ半導体スイッチング素子が3個ずつ配置されるので、同じ面に6個の半導体スイッチング素子を並べて配置した場合に比較して、出力配線パターン23を比較的幅広くかつ短いものとしてレイアウトすることが容易となる。また6本の出力配線パターン23が等長となる。そして、同じ相(U相、V相、W相)を構成する2つの出力配線パターン23(例えば第1面21Aの出力配線パターン23Aと第2面21Bの出力配線パターン23B)が配線基板21の積層方向に重なり合っているので、両者を流れる電流により生じる磁界が互いに打ち消しあい、ノイズ抑制が図れる。しかも、上記実施例では、U相、V相、W相の全ての相でノイズ抑制が図れる。 In the electronic circuit board of this embodiment, three semiconductor switching elements are arranged on each of the first surface 21A and the second surface 21B of the wiring board 21. This makes it easier to layout the output wiring patterns 23 as relatively wide and short as possible, compared to when six semiconductor switching elements are arranged side by side on the same surface. Furthermore, the six output wiring patterns 23 are of equal length. Furthermore, two output wiring patterns 23 (e.g., output wiring pattern 23A on the first surface 21A and output wiring pattern 23B on the second surface 21B) that constitute the same phase (U phase, V phase, W phase) overlap in the stacking direction of the wiring board 21. This means that the magnetic fields generated by the currents flowing through them cancel each other out, thereby suppressing noise. Furthermore, in the above embodiment, noise suppression is achieved for all phases: U phase, V phase, and W phase.

図4に模式的に示したように、例えば半導体スイッチング素子S1から出力配線パターン23Aを通ってコネクタ12(換言すればU相コイル)へと電流が流れ(矢印F1で示す)、同時に、コネクタ12(換言すればU相コイル)から出力配線パターン23Bを通って半導体スイッチング素子S2へと等しい電流が流れる(矢印F2で示す)。そして、各々の電流によって磁界MG1,MG2が図示する方向に生じる。図5に模式的に示したように、出力配線パターン23Aでは電流F1によりコネクタ12側から見て反時計回り方向に磁界MG1が生じ、出力配線パターン23Bでは逆向きの電流F2により時計回り方向に磁界MG2が生じる。このように逆向きの電流が隣接した位置を流れ、かつ磁界が打ち消し合うことで、ノイズが抑制される。 As shown schematically in FIG. 4, for example, current flows (indicated by arrow F1) from semiconductor switching element S1 through output wiring pattern 23A to connector 12 (i.e., the U-phase coil), and simultaneously, an equal current flows (indicated by arrow F2) from connector 12 (i.e., the U-phase coil) to semiconductor switching element S2 through output wiring pattern 23B. Each current generates magnetic fields MG1 and MG2 in the directions shown. As shown schematically in FIG. 5, in output wiring pattern 23A, current F1 generates magnetic field MG1 in the counterclockwise direction when viewed from the connector 12 side, while in output wiring pattern 23B, current F2 in the opposite direction generates magnetic field MG2 in the clockwise direction. In this way, opposite currents flowing through adjacent locations and the magnetic fields cancel each other out, suppressing noise.

また、副次的な効果として、同じ面に6個の半導体スイッチング素子を並べて配置した場合に比較して、配線基板21の全体の中で出力配線パターン23が位置する領域が小さくなるので、例えばヒートシンクや放熱シート等を用いて出力配線パターン23の部分を冷却する際に、小範囲での冷却が可能となる。例えば、冷却が必要な面積を半分程度に縮小できる。 As a secondary effect, the area where the output wiring pattern 23 is located is smaller than when six semiconductor switching elements are arranged side by side on the same surface. This means that when cooling the output wiring pattern 23 using a heat sink or heat dissipation sheet, for example, it is possible to cool it over a smaller area. For example, the area requiring cooling can be reduced by about half.

以上、この発明の一実施例を説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、この発明は、SRモータの駆動装置に限らず、種々の機器におけるインバータ回路を実装した電子回路基板に適用することができる。また上記実施例では、多層配線基板の中の2層の金属箔層を用いて各出力配線パターンが構成されているが、3層以上で出力配線パターンが構成されていてもよい。 While one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment and various modifications are possible. For example, the present invention is not limited to SR motor drive devices, but can be applied to electronic circuit boards on which inverter circuits are mounted in various devices. Furthermore, while in the above embodiment each output wiring pattern is formed using two metal foil layers in a multilayer wiring board , the output wiring patterns may be formed using three or more layers.

M…SRモータ、C1~C6…コイル、S1~S6…半導体スイッチング素子、D1~D6…ダイオード、11…直流電源、12…コネクタ、21…印刷配線基板、22A~22F…端子、23A~23F…出力配線パターン。 M...SR motor, C1-C6...coils, S1-S6...semiconductor switching elements, D1-D6...diodes, 11...DC power supply, 12...connector, 21...printed wiring board, 22A-22F...terminals, 23A-23F...output wiring patterns.

Claims (3)

第1面と第2面とを有する多層配線基板に三相インバータ回路となる非対称ハーフブリッジ回路が実装されてなる電子回路基板であって、
上記多層配線基板の一つの側縁部に、一列に並んだ6個の端子を有するコネクタが取り付けられており、
各相を構成する2つのスイッチング素子の各々が上記第1面および上記第2面にそれぞれ配置され、かつ、各相を構成する2つのスイッチング素子が、上記多層配線基板の積層方向に投影したときに互いに重なり合う位置に配置されており、
第1面および上記第2面のそれぞれ3個のスイッチング素子は、上記コネクタに向かって一直線上に並ぶように配置されており
第1面および第2面の2つのスイッチング素子からそれぞれ上記端子へ向かって延びる出力配線パターンが上記多層配線基板の異なる層にそれぞれ配線されているとともに、各々の出力配線パターンは、隣接する一対の端子へ向かって台形状に拡がっていく形状をなし、かつ先端縁に、一方の端子との接触を避けるための切り欠きを有し、上記多層配線基板の積層方向に投影したときに、切欠部分を除く全体が互いに重なり合うように配置されている、電子回路基板。
An electronic circuit board having an asymmetric half-bridge circuit that serves as a three-phase inverter circuit mounted on a multilayer wiring board having a first surface and a second surface,
A connector having six terminals arranged in a row is attached to one side edge of the multilayer wiring board,
two switching elements constituting each phase are respectively arranged on the first surface and the second surface , and the two switching elements constituting each phase are arranged at positions that overlap each other when projected in a stacking direction of the multilayer wiring board ,
The three switching elements on each of the first surface and the second surface are arranged in a straight line toward the connector.
an electronic circuit board in which output wiring patterns extending from two switching elements on a first surface and a second surface toward the terminals are respectively wired on different layers of the multilayer wiring board, each output wiring pattern having a trapezoidal shape expanding toward an adjacent pair of terminals and having a notch at its tip edge to avoid contact with one of the terminals, and arranged so that the entirety of the multilayer wiring board except for the notched portion overlaps with each other when projected in the stacking direction of the multilayer wiring board.
スイッチトリラクタンスモータの駆動に用いられる、請求項1に記載の電子回路基板。 10. The electronic circuit board of claim 1, which is used to drive a switched reluctance motor. 6個のスイッチング素子各々の出力配線パターンが実質的に等長に構成されている、
請求項1または2に記載の電子回路基板。
The output wiring patterns of the six switching elements are configured to have substantially the same length.
3. The electronic circuit board according to claim 1 or 2 .
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