(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流の電気機器である第１交流機と高圧直流電源との間に備えられて直流と交流との間で電力を変換するインバータを制御するインバータ制御基板であって、
前記高圧直流電源よりも低圧の低圧直流電源の負極を基準電位とする低圧回路領域と、
前記高圧直流電源の負極を基準電位とする回路領域を含み、前記低圧回路領域とは絶縁された高圧回路領域と、を有し、
前記インバータが有する複数のスイッチング素子のそれぞれを制御するそれぞれのスイッチング制御信号に対してそれぞれ別に駆動力を付与する複数のドライブ回路と、
前記高圧直流電源を駆動力源として動作する交流の電気機器であって、前記第１交流機とは異なる第２交流機を制御する第２交流機制御回路と、
を前記高圧回路領域に備え、
前記ドライブ回路のそれぞれと前記第２交流機制御回路とにそれぞれ別に電力を供給する複数のスイッチング電源をそれぞれ制御する電源制御回路と、
前記スイッチング制御信号を生成して出力する第１交流機制御回路と、
を前記低圧回路領域に備え、
前記高圧回路領域は、前記インバータの上段側スイッチング素子に対応する前記ドライブ回路が配置される第１高圧回路領域と、前記インバータの下段側スイッチング素子に対応する前記ドライブ回路が配置される第２高圧回路領域とに分割して形成され、
前記低圧回路領域は、前記第１高圧回路領域と前記第２高圧回路領域との間に形成され、
前記第２交流機制御回路は、前記第２高圧回路領域に配置されている、
インバータ制御基板。
【請求項２】
電気的に絶縁された状態で前記スイッチング制御信号を含む信号を伝達する絶縁型信号伝送素子をそれぞれの前記ドライブ回路に対応して複数個備え、
前記スイッチング電源は、前記高圧回路領域と前記低圧回路領域とに跨がって絶縁トランスが配置されたトランス型スイッチング電源であり、
前記第１高圧回路領域及び前記第２高圧回路領域は、前記ドライブ回路のそれぞれが配置される複数の第１配置領域を含み、
前記第２高圧回路領域は、前記第２交流機制御回路が配置される第２配置領域を含み、
前記低圧回路領域とそれぞれの前記第１配置領域とを跨いで、それぞれの前記ドライブ回路に対応する前記絶縁トランス及び当該ドライブ回路に対応する前記絶縁型信号伝送素子が配置され、
前記低圧回路領域と前記第２配置領域とを跨いで、前記第２交流機制御回路に対応する前記絶縁トランスが配置され、
さらに、前記第１交流機制御回路とそれぞれの前記絶縁型信号伝送素子とを接続する配線パターンである第１配線パターンと、
前記電源制御回路とそれぞれの前記絶縁トランスとを接続する配線パターンである第２配線パターンと、を備え、
前記第１配線パターンと前記第２配線パターンとは、互いに交差することなく、一方の配線パターンが他方の配線パターンの少なくとも一部を囲うように形成されている、
請求項１に記載のインバータ制御基板。
【請求項３】
前記第１配線パターンと前記第２配線パターンとは、開口方向が対向する方向を向いたＵ字形状である請求項２に記載のインバータ制御基板。
【請求項４】
前記第２配線パターンが、前記第１配線パターンの少なくとも一部を囲うように形成されている請求項２又は３に記載のインバータ制御基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流の電気機器と高圧直流電源との間に備えられて直流と交流との間で電力を変換するインバータを制御するインバータ制御基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−１９３９５号公報（特許文献１）には、車両駆動用の交流の回転電機（１９２，１９４）と、電動ポンプやエアコンディショナーのコンプレッサなどの補機を駆動する交流の回転電機（１９５）とを駆動制御する電力変換装置（２００）が開示されている（背景技術において括弧内の符号は特許文献１のもの。）。よく知られているように、直流電源と交流の回転電機との間には、直流と交流との間で電力を変換するインバータが備えられる。特許文献１の電力変換装置も、車両駆動用の２つの回転電機（１９２，１９４）にそれぞれ対応する２つのインバータ（１４０，１４２）と、補機用の回転電機に対応するインバータ（４３）とを有している。また、一般的にインバータは半導体スイッチング素子を用いて構成されており、それらの半導体スイッチング素子を制御する制御信号は、制御装置によって生成される。そのような制御装置は、一般的に回転電機を駆動するために必要な大電力（数十〜数百ボルト程度の大電圧、数アンペアから数十アンペア程度の大電流）ではなく、遙かに小電力（数ボルト程度の小電圧、数ミリ〜数十ミリアンペア程度の小電流）で駆動される。このため、制御装置とインバータとの間には、制御信号に駆動力を付与するための駆動回路が設けられる。特許文献１では、制御信号を生成する制御装置（１７２）は、共通して１つ設けられ、駆動回路（１７４Ａ〜１７４Ｃ）は、それぞれのインバータ（１４０，１４２，４３）のインバータ回路（１４４，１４５，１４６）に対応して３つ設けられている（特許文献１：図１，２，４，［００１１］，［００１７］，［００２１］〜［００２２］等）。
【０００３】
制御装置と、駆動回路及びインバータとは、上述したように電力源の電源電圧が大きくことなるので、絶縁領域を設けて、それぞれ異なる領域に配置される。特許文献１では、制御回路基板（２０）と駆動回路基板（２２）とは別々に形成され、コネクタを介して接続されている。ところで、そのような絶縁領域を通って制御信号などを伝送するには、フォトカプラやトランスなどの絶縁信号伝送部品も必要である。このため、絶縁領域を設けることや絶縁信号伝送部品の使用数の増大によって回路基板の面積が増大したり、絶縁信号伝送部品の部品コストなどによって、電力変換装置の小型化や低コスト化が妨げられたりする可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に鑑みて、相対的に低電圧な制御装置などの低電圧回路と、相対的に高電圧な駆動回路などの高電圧回路とを適切に配置して、インバータ制御基板の小型化を実現する技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記に鑑みた、交流の電気機器である第１交流機と高圧直流電源との間に備えられて直流と交流との間で電力を変換するインバータを制御するインバータ制御基板は、１つの態様として、
前記高圧直流電源よりも低圧の低圧直流電源の負極を基準電位とする低圧回路領域と、
前記高圧直流電源の負極を基準電位とする回路領域を含み、前記低圧回路領域とは絶縁された高圧回路領域と、を有し、
前記インバータが有する複数のスイッチング素子のそれぞれを制御するそれぞれのスイッチング制御信号に対してそれぞれ別に駆動力を付与する複数のドライブ回路と、前記高圧直流電源を駆動力源として動作する交流の電気機器であって、前記第１交流機とは異なる第２交流機を制御する第２交流機制御回路と、を前記高圧回路領域に備え、
前記ドライブ回路のそれぞれと前記第２交流機制御回路とにそれぞれ別に電力を供給する複数のスイッチング電源をそれぞれ制御する電源制御回路と、前記スイッチング制御信号を生成して出力する第１交流機制御回路と、を前記低圧回路領域に備え、
前記高圧回路領域は、前記インバータの上段側スイッチング素子に対応する前記ドライブ回路が配置される第１高圧回路領域と、前記インバータの下段側スイッチング素子に対応する前記ドライブ回路が配置される第２高圧回路領域とに分割して形成され、
前記低圧回路領域は、前記第１高圧回路領域と前記第２高圧回路領域との間に形成され、
前記第２交流機制御回路は、前記第２高圧回路領域に配置されている。
【０００７】
この構成によれば、インバータ制御基板が、高圧直流電源の負極を基準電位とする高圧回路領域と、低圧直流電源の負極を基準電位とする低圧回路領域とを有するので、フローティングの関係となる複数の回路装置を適切に配置することができる。高圧回路領域には、第１交流機を駆動するためのドライブ回路と、第２交流機を制御するための第２交流機制御回路とが配置される。第２交流機制御回路のような回路装置は、電子回路によって構成されることが多く、一般的には低圧回路領域に配置される。しかし、第２交流機制御回路を高圧回路領域に配置することで、絶縁回路を介すること無く、第２交流機制御回路は、電気的に同一系統の回路範囲内で第２交流機を制御することができる。つまり、絶縁回路等が不要となる分、インバータ制御基板の小型化が可能となる。
【０００８】
また、インバータの上段側スイッチング素子は、正極側も中性点側も、スイッチング素子のスイッチング状態によって電位が異なるため、互いにフローティングの関係を保つ必要があるが、下段側スイッチング素子は、負極側の電位が共通である。従って、第２高圧回路領域では、各ドライブ回路の間の絶縁距離を、第１高圧回路領域における絶縁距離に比べて短くすることが可能である。つまり、第２高圧回路領域では、第１高圧回路領域に比べて実装面積に余裕がある。第２交流機制御回路は、第２高圧回路領域に配置されるが、第２高圧回路領域には余裕があるため、インバータ制御基板の規模が大きく拡大されることは抑制される。
【０００９】
このように、本構成によれば、相対的に低電圧な制御装置などの低電圧回路と、相対的に高電圧な駆動回路などの高電圧回路とを適切に配置して、インバータ制御基板の小型化を実現することができる。
【００１０】
インバータ制御基板のさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】回転電機制御装置の構成を模式的に示すブロック図
【図２】インバータ制御基板とその周辺の構成を模式的に示すブロック図
【図３】レギュレータ素子の外形図
【図４】インシュレータ素子の外形図
【図５】スイッチング電源及び電源制御回路の模式的な回路ブロック図
【図６】トランスの外形図
【図７】放電抵抗の外形図
【図８】インバータ制御基板における回路領域及び配線パターンの模式的な配置図
【図９】低圧回路領域と第１配置領域との境界部における第１配線パターン及び第２配線パターンの敷設例を模式的に示す平面図
【図１０】第１配線パターンとアイソレーション素子との接続箇所の模式的断面図
【図１１】第２配線パターンとトランスとの接続箇所の模式的断面図
【図１２】第１配線パターン及び第２配線パターンの別の敷設例を模式的に示す平面図
【図１３】第１配線パターンと第２配線パターンとが交差する敷設例を模式的に示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、インバータ制御基板の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、ハイブリッド自動車などの車両の車輪の駆動力源となる回転電機（交流の電気機器）を駆動制御するための回転電機制御装置１の中核となるインバータ制御基板１０を例として説明する。図１のブロック図は、インバータ５を中心として、回転電機制御装置１の構成を模式的に示している。また、図２のブロック図は、インバータ制御基板１０を中心として、回転電機制御装置１の構成を模式的に示している。
【００１３】
回転電機制御装置１は、車両の駆動力源となる交流の第１回転電機Ｍ１（第１交流機）と、この車両に搭載される付属機器（補機）の駆動力源となる交流の第２回転電機Ｍ２（第２交流機）とを制御する。ここで、補機とは、例えば電動オイルポンプやエアコンディショナーのコンプレッサである。車両の駆動力源としての第１回転電機Ｍ１は、複数相の交流（ここでは３相交流）により動作する回転電機であり、電動機としても発電機としても機能することができる。本実施形態においては、第２回転電機Ｍ２も同様に３相交流により動作する回転電機である。本実施形態では、第１交流機及び第２交流機が共に回転電機である形態を例示しているが、回転電機以外の交流の電気機器であってもよい。
【００１４】
外部から電力の供給を受けることができない自動車のような車両では、回転電機を駆動するための電力源としてニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池（バッテリ）や、電気二重層キャパシタなどの直流電源を搭載している。本実施形態では、第１回転電機Ｍ１及び第２回転電機Ｍ２に駆動電力を供給するための大電圧大容量の直流電源として、例えば電源電圧が２００〜４００［Ｖ］の高圧バッテリ３（高圧直流電源）が備えられている。尚、高圧バッテリ３は、例えば第１回転電機Ｍ１により発電された電力を蓄電することも可能である。
【００１５】
第１回転電機Ｍ１及び第２回転電機Ｍ２は、交流の回転電機であるから、高圧バッテリ３とそれぞれの回転電機（Ｍ１，Ｍ２）との間には、直流と交流との間で電力変換を行うインバータ５が備えられている。高圧バッテリ３と第１回転電機Ｍ１との間には第１インバータ５Ａが備えられ、高圧バッテリ３と第２回転電機Ｍ２との間には第２インバータ５Ｂが備えられている。第１インバータ５Ａ及び第２インバータ５Ｂは、高圧バッテリ３に対して互いに並列に接続されている。
【００１６】
第１インバータ５Ａ及び第２インバータ５Ｂと、高圧バッテリ３との間には、直流電圧（直流リンク電圧）を平滑化する平滑コンデンサＣ（直流リンクコンデンサ）が備えられている。平滑コンデンサＣは、第１回転電機Ｍ１及び第２回転電機Ｍ２の消費電力の変動に応じて変動する直流電圧を安定化させる。本実施形態では、第１インバータ５Ａに近い位置に第１平滑コンデンサＣ１が配置され、第２インバータ５Ｂに近い位置に第２平滑コンデンサＣ２が配置されている形態を例示している。本実施形態では、第２平滑コンデンサＣ２は、インバータ制御基板１０に実装されている。尚、２つの平滑コンデンサＣは電気的には並列接続されている。
【００１７】
平滑コンデンサＣと高圧バッテリ３との間には、平滑コンデンサＣから回転電機（Ｍ１，Ｍ２）までの回路と、高圧バッテリ３との電気的な接続を切り離すことが可能なコンタクタ２が備えられている。本実施形態において、このコンタクタ２は、車両の最も上位の制御装置の１つである車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６１からの指令に基づいて開閉するメカニカルリレーであり、例えばシステムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）と称される。
【００１８】
本実施形態では、第１インバータ５Ａ及び第２インバータ５Ｂは、共にスイッチング素子Ｅによるブリッジ回路が１つの筐体内に構築されたＩＰＭ（Intelligent Power Module）として構成されている。図１に示すように、ＩＰＭには、高圧バッテリ３の正極側（高圧電源正極Ｐの側）に接続される上段側スイッチング素子（Ｅ１，Ｅ３）と、高圧バッテリ３の負極側（高圧電源負極Ｎの側）に接続される下段側スイッチング素子（Ｅ２，Ｅ４）とが直列接続されたアームが、複数相の交流の相数に応じて複数相並列接続されたブリッジ回路が構成されている。図１には、スイッチング素子ＥとしてＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を利用する形態を例示している。尚、第１インバータ５Ａと第２インバータ５Ｂとは、ブリッジ回路の構造は同様であるが、個々のスイッチング素子Ｅの電気的特性（定格電流や耐圧など）は異なる回路である。
【００１９】
第１インバータ５Ａ及び第２インバータ５Ｂが有するスイッチング素子Ｅは、インバータ制御回路（１１，１２）によって生成されるスイッチング制御信号によって制御される。図２に示すように、第１インバータ５Ａは、第１インバータ制御回路１１（第１交流機制御回路）によって制御され、第２インバータ５Ｂは、第２インバータ制御回路１２（第２交流機制御回路）によって制御される。これらのインバータ制御回路（１１，１２）は、マイクロコンピュータなどの論理演算プロセッサ中核とした電子回路によって構成されている。多くの場合、このような電子回路の電源電圧は、高圧バッテリ３の電源電圧（上述したように２００〜４００［Ｖ］）に比べて遙かに低電圧の１．５〜５［Ｖ］程度である。このため、インバータ制御回路（１１，１２）から出力されたスイッチング制御信号では、直接、インバータ５のスイッチング素子Ｅを駆動することができず、インバータ制御回路（１１，１２）とインバータ５との間にドライブ回路が設けられることが多い。図２に符号“Ｄ”で示すドライブ回路は、その一例である。
【００２０】
インバータ制御基板１０には、第１回転電機Ｍ１及び第２回転電機Ｍ２を駆動制御する回路群が搭載されている。但し、車両を駆動する第１回転電機Ｍ１に比べて、補機を駆動する第２回転電機Ｍ２は、その出力（トルク等）も小さく、消費電力も小さい。このため、第１回転電機Ｍ１を駆動制御する回路群に比べて、第２回転電機Ｍ２を駆動制御する回路群の方が、回路規模が小さくなる。従って、本実施形態のインバータ制御基板１０は、第１回転電機Ｍ１を駆動制御する回路群を中核として構成され、そこに、第２回転電機Ｍ２を駆動制御する回路群が合併されているということができる。
【００２１】
車輪を駆動するための第１回転電機Ｍ１と、補機を駆動するための第２回転電機Ｍ２とでは、必要な制御も異なる。このため、第１インバータ５Ａを介して第１回転電機Ｍ１を制御するための回路が搭載された回路基板と、第２インバータ５Ｂを介して第２回転電機Ｍ２と制御するための回路が搭載された回路基板とが別に設けられる場合も多い。しかし、車両に搭載される装置の全体の小型化を考慮すると、両回路を同一基板上にまとめて搭載した方が効率的な場合も多い。従って、本実施形態では、両回路を同一の回路基板上にまとめて搭載している。
【００２２】
車輪を駆動する第１回転電機Ｍ１は、出力も大きいため、第１インバータ５Ａを構成するスイッチング素子Ｅの耐圧や消費電流も大きい。このため、第１インバータ５Ａを構成するＩＰＭは、インバータ制御基板１０上に実装されるのではなく、インバータ制御基板１０とは別に配置され、配線ケーブルやバスバーなどによって電気的に接続されている。従って、インバータ制御基板１０は、第１インバータ５Ａを制御する回路群を中核として構成されている。尚、第２インバータ５Ｂを構成するＩＰＭは、第１インバータ５Ａを構成するＩＰＭに比べて小型であるため、本実施形態ではインバータ制御基板１０上に実装されている。
【００２３】
ところで、上述したように、第１インバータ５Ａ及び第２インバータ５Ｂは、共に高圧バッテリ３に電気的に接続されている。一方、両インバータ（５Ａ，５Ｂ）を制御するインバータ制御回路（１１，１２）を動作させる電源電圧は、高圧バッテリ３よりも遙かに低い電圧である。そのような低い電圧の電源電圧を高圧バッテリ３の出力から生成するとエネルギーのロスが大きくなるため、別の電源が用いられる。一般的に車両には、高圧バッテリ３の他に、高圧バッテリ３よりも低電圧の電源である低圧バッテリ６（低圧直流電源）も搭載されている。低圧バッテリ６の電源電圧は、例えば１２〜２４［Ｖ］である。低圧バッテリ６は、オーディオシステムや灯火装置、室内照明、計器類のイルミネーション、パワーウィンドウなどの電装品や、これらを制御する制御装置に電力を供給する。尚、低圧バッテリ６と高圧バッテリ３とは、互いに絶縁されており、互いに電気的にフローティングの関係にある。
【００２４】
図２に示すように、インバータ制御基板１０には、低圧バッテリ６が接続されている。インバータ制御基板１０は、ノイズフィルタや平滑コンデンサ、レギュレータ回路等を有して構成された電源入力回路１６を備えている。低圧バッテリ６は、正極（低圧電源正極Ｂ）と負極（低圧電源負極Ｇ）との電位差が概ね１２〜２４［Ｖ］の直流電源である。一方、第１インバータ制御回路１１の動作電圧は、上述したように１．５〜５［Ｖ］程度である。このため、低圧バッテリ６から入力された電圧を、この動作電圧（定格電圧）に調整するための第１電圧調整回路１４が設けられている。本実施形態では、第１レギュレータ素子ＬＲ１を中核として第１電圧調整回路１４が構成されている。
【００２５】
本実施形態では、第１レギュレータ素子ＬＲ１は、トランジスタ、オペアンプ、基準電圧生成回路等を内蔵した半導体素子であるリニアレギュレータである。本実施形態では、図３に示すように、樹脂製の本体ＢＤに半導体回路が内蔵され、７本の信号端子ＳＴを有する表面実装型のリニアレギュレータＬＲを例示している。例えば、７本の端子の内の中央がグラウンド端子Ｖｇ（基準電位端子）、その両側に入力端子Ｖｉｎ及び出力端子Ｖｏｕｔが割り当てられている。他の端子は、未接続端子や制御用信号入力などの他の用途に用いられる端子である。尚、パッケージ本体を挟んで７本の端子と反対側には、回路基板への実装時にハンダ付けが可能な幅広の実装用端子ＩＴが設けられている。本実施形態では、この実装用端子ＩＴは本体ＢＤ内でグラウンド端子Ｖｇに接続されており、実装用端子ＩＴもグラウンド端子Ｖｇとして機能する。実装用端子ＩＴは、本体ＢＤの裏面（回路基板と接触する側）のほぼ全面に亘って設けられており、リニアレギュレータＬＲが発生した熱を本体ＢＤ及び実装用端子ＩＴを介して回路基板へ伝搬させる熱伝導体としての役割も有している。
【００２６】
第１電圧調整回路１４は、第１レギュレータ素子ＬＲ１、及び第１レギュレータ素子ＬＲ１に接続されるパイパスコンデンサなどを有して構成される。例えば、第１レギュレータ素子ＬＲ１の入力端子Ｖｉｎに１２［Ｖ］の電圧が入力され、第１レギュレータ素子ＬＲ１の電気的特性に応じた一定の出力電圧Ｖ１（１．５〜５［Ｖ］）が出力端子Ｖｏｕｔから出力される。入力電圧と出力電圧との差は、第１レギュレータ素子ＬＲ１において熱に変換される。尚、第１電圧調整回路１４は、抵抗分圧回路を含んでいても良く、この場合には、入力端子Ｖｉｎに与えられる入力電圧を低下させることもできる。これにより、第１レギュレータ素子ＬＲ１において熱に変換されるエネルギーが減少するので、第１レギュレータ素子ＬＲ１の発熱を抑えることができる。
【００２７】
図２に示すように、第１インバータ制御回路１１は、第１電圧調整回路１４によって調整された電圧（Ｖ１−Ｇ間電圧）を動作電圧として動作する。第１インバータ制御回路１１は、車両の運行を制御する車両ＥＣＵ６１などからＣＡＮ（Controller Area Network）などを介した通信によって取得する指令に従って、第１回転電機Ｍ１を制御する。本実施形態では、第１インバータ制御回路１１は、通信制御回路１７を介して、車両ＥＣＵ６１との通信を行う。第１インバータ制御回路１１は、電流センサ６３や回転センサ６５の検出結果を利用して、第１回転電機Ｍ１をフィードバック制御する。電流センサ６３は、第１回転電機Ｍ１のステータコイルを流れる電流を検出する。また、レゾルバなどの回転センサ６５は、第１回転電機Ｍ１の回転（回転速度や磁極位置）を検出する。
【００２８】
ところで、第１インバータ５Ａは高圧バッテリ３に接続されているが、上述したように、第１インバータ制御回路１１は、低圧バッテリ６に接続されている。また、高圧バッテリ３と低圧バッテリ６とは絶縁されているから、第１インバータ５Ａと第１インバータ制御回路１１とは、互いに電気的にフローティングの関係にある。従って、第１インバータ制御回路１１により生成されたスイッチング制御信号は、アイソレーション素子４（絶縁型信号伝送素子）を介して第１インバータ制御回路１１から第１インバータ５Ａに伝達される。本実施形態では、１つのパッケージの中に複数のフォトカプラ、もしくは複数の磁気カプラが内蔵されたアイソレーション素子４が用いられる。図４では、フォトカプラを内蔵する形態を例示している。本実施形態では、第１インバータ５Ａを構成するＩＰＭからスイッチング素子Ｅの過電流や過熱などの異常の検出結果である異常検出信号が出力される。このような信号は、第１インバータ制御回路１１へフィードバックされるので、スイッチング制御信号とは伝送方向が逆方向である。このため、アイソレーション素子４は、異なる方向への信号伝送が可能なように、複数のフォトカプラ（複数の磁気カプラ）を有して構成されている。
【００２９】
また、上述したように、第１インバータ制御回路１１から出力されたスイッチング制御信号では、直接、第１インバータ５Ａのスイッチング素子Ｅを駆動することができないので、第１インバータ制御回路１１と第１インバータ５Ａとの間には、ドライブ回路Ｄが設けられている。ドライブ回路Ｄは、例えばＩＧＢＴのゲート端子とエミッタ端子との間に、ゲートをオン状態にするために必要な電圧を印加するために設けられる。このため、基本的には、各スイッチング素子Ｅに対応するドライブ回路Ｄごとに、異なる電源が必要であり、当然ながら、低圧バッテリ６とは絶縁されている必要がある。このため、ドライブ回路Ｄに電力を供給するスイッチング電源Ｓは、図５に示すように、トランスＴ（絶縁トランス）を用いて構成されている。トランスＴは、一次側コイルと二次側コイルとの間を電磁結合して信号やエネルギーを伝送する公知の絶縁部品である。従って、一次側回路と二次側回路との絶縁を保って、ドライブ回路Ｄなどへ電力を供給することができる。本実施形態では、図６に示すように、１つのパッケージの中に、一次側コイルと二次側コイルとが内蔵されたトランスＴを例示している。
【００３０】
本実施形態においては、第１インバータ５Ａの６つのアーム、及び第２インバータ制御回路１２のそれぞれに対応して、７つのスイッチング電源Ｓ（Ｓ１〜Ｓ７）が備えられている。各スイッチング電源Ｓは、１つのトランスＴを有して構成されており、７つのスイッチング電源Ｓ（Ｓ１〜Ｓ７）は、それぞれ１つのトランスＴ（Ｔ１〜Ｔ７）を有して構成されている。一次電圧Ｖ１０は、全てのトランスＴに共通して与えられる。トランスＴへの一次電圧Ｖ１０は、電源入力回路１６や第１電圧調整回路１４において一定の電圧に安定化されて供給される。各トランスＴ（Ｔ１〜Ｔ７）からは、それぞれ二次電圧Ｖ２０（Ｖ２１〜Ｖ２７）が出力される。各トランスＴ（Ｔ１〜Ｔ７）は同じ構成であり、少なくとも６つのトランスＴ（Ｔ１〜Ｔ６）からは、ほぼ同電圧の二次電圧Ｖ２０が出力される。本実施形態では、１５〜２０［Ｖ］の二次電圧Ｖ２０が出力される。図５中のダイオードは整流用ダイオードであり、二次側のコンデンサは平滑用コンデンサ、一次側のコンデンサは一次電圧安定化用のコンデンサである。
【００３１】
インバータ制御基板１０には、電源制御回路１５が構成されており、スイッチング電源ＳとしてのトランスＴを制御する。電源制御回路１５は、一次側コイルに印加される電圧を制御するトランジスタ（１５ｂ，１５ｃ）と、トランジスタ（１５ｂ，１５ｃ）を制御する制御回路１５ａとを有して構成されている。本実施形態の電源制御回路１５は、プッシュ−プル型の構成を採用している。トランスＴは、７つ設けられているが、電源制御回路１５は全てのトランスＴを一括して制御する。また、本実施形態では、上述したように、トランスＴへの一次電圧Ｖ１０は、安定化されているので、二次電圧Ｖ２０を一次側にフィードバックすることなく、トランスＴの変圧比によって二次電圧Ｖ２０が決定される。
【００３２】
７つのスイッチング電源Ｓ（Ｓ１〜Ｓ７）の内の６つは、６つのドライブ回路Ｄ（Ｄ１〜Ｄ６）にそれぞれ別に電力を供給するドライブ回路用電源（Ｓ１〜Ｓ６）であり、残りの１つは、第２インバータ用スイッチング電源Ｓ７である。第２インバータ用スイッチング電源Ｓ７は、第２インバータ制御回路１２（第２交流機制御回路）の電力源であるが、スイッチング電源Ｓの出力には一般的にリップル成分が多い。また、上述したように、第２インバータ制御回路１２は、第１インバータ制御回路１１と同様にマイクロコンピュータなどを中核とした電子回路によって構成されている。そのような電子回路の動作電圧（１．５〜５［Ｖ］）は、ドライブ回路Ｄの動作電圧よりも低い。このため、第２インバータ制御回路１２への電力供給は、第２電圧調整回路１３を介して行われる。第２電圧調整回路１３は、第２インバータ用スイッチング電源Ｓ７の出力電圧を、第２インバータ制御回路１２の動作電圧（定格電圧）に調整する。
【００３３】
第２電圧調整回路１３は、第１電圧調整回路１４と同様に、トランジスタ、オペアンプ、基準電圧生成回路等を内蔵した半導体素子であるリニアレギュレータ（第２レギュレータ素子ＬＲ２）を中核として構成されている。第２レギュレータ素子ＬＲ２の構造については、図３を参照して上述した通りである。第２電圧調整回路１３は、第１電圧調整回路１４と同様に、第２レギュレータ素子ＬＲ２、及び第２レギュレータ素子ＬＲ２に接続されるパイパスコンデンサなどを有して構成される。例えば、第２レギュレータ素子ＬＲ２の入力端子Ｖｉｎに１５〜２０［Ｖ］の電圧（第２インバータ用スイッチング電源Ｓ７の出力電圧）が入力され、第２レギュレータ素子ＬＲ２の電気的特性に応じた一定の出力電圧Ｖ２（１．５〜５［Ｖ］）が出力端子Ｖｏｕｔから出力される。
【００３４】
入力電圧と出力電圧との差は、第２レギュレータ素子ＬＲ２において熱に変換される。上述したように、第２電圧調整回路１３は、抵抗分圧回路を含んでいても良く、この場合には、入力端子Ｖｉｎに与えられる入力電圧を低下させることもできる。これにより、第２レギュレータ素子ＬＲ２において熱に変換されるエネルギーが減少するので、第２レギュレータ素子ＬＲ２の発熱を抑えることができる。尚、図２に示すように、第２インバータ用スイッチング電源Ｓ７、第２電圧調整回路１３、第２インバータ制御回路１２の負極は、高圧電源負極Ｎである。
【００３５】
ところで、上述したように、平滑コンデンサＣと高圧バッテリ３との間には、平滑コンデンサＣから回転電機（Ｍ１，Ｍ２）までの回路と、高圧バッテリ３との電気的な接続を切り離すことが可能なコンタクタ２が備えられている。コンタクタ２が閉じた状態から開放状態へ切り替わった場合、高圧バッテリ３からインバータ５の側への電力の供給は直ちに遮断される。しかし、コンタクタ２とインバータ５との間には、平滑コンデンサＣが接続されており、この平滑コンデンサＣは、高圧バッテリ３と同電位となるまで充電されている。従って、コンタクタ２が開放状態となっても、平滑コンデンサＣが充分に放電するまでは、直流リンク電圧は高い状態である。
【００３６】
高圧バッテリ３の電源電圧は、上述したように２００〜４００［Ｖ］である。従って、コンタクタ２を開放状態とした後でも、平滑コンデンサＣの端子間電圧はすぐには低下しない。例えば、第１回転電機Ｍ１や第２回転電機Ｍ２、第１インバータ５Ａや第２インバータ５Ｂのメンテナンス等を行う場合には、平滑コンデンサＣの電位が充分に低下するまで待機する必要がある。この待機時間は、短いほど好ましい。そこで、図１に示すように、平滑コンデンサＣの残存電荷を早く放電することができるように、放電回路ＤＣが設けられる。放電回路ＤＣは、放電抵抗Ｒと、放電制御スイッチＤＳ（例えば、リレーやＦＥＴ（電界効果トランジスタ）など）との直列回路として構成され、平滑コンデンサＣに並列に接続される。放電制御スイッチＤＳがオン状態となると、平滑コンデンサＣの両端を放電回路ＤＣによって短絡し、平滑コンデンサＣに蓄積されている残存電荷が放電抵抗Ｒによって熱として消費される。尚、本実施形態では、車両ＥＣＵ６１により、放電制御スイッチＤＳの開閉制御が行われる形態を例示している（図１参照）が、その他の制御手段によって開閉制御されてもよい。例えば、放電制御スイッチＤＳは、第１インバータ制御回路１１、第２インバータ制御回路１２、その他の不図示の放電制御回路等によって開閉制御されてもよい。
【００３７】
放電抵抗Ｒは、大電流を流して平滑コンデンサＣを放電させるために、比較的低抵抗値であり、発熱量も大きい。従って、本実施形態では、放電抵抗Ｒは、２つの抵抗器（第１放電抵抗Ｒ１，第２放電抵抗Ｒ２）の並列接続により構成されている。当然ながら、１つの抵抗器又は３つ以上の抵抗器によって放電抵抗Ｒが構成されてもよい。また、複数の抵抗器に放電抵抗Ｒが構成される場合、並列接続に限らず、直列接続、或いは直列接続と並列接続とを組み合わせて接続されてもよい。また、本実施形態では、図７に示すように、回路基板への接触面積が大きく、回路基板をヒートシンクとして適切に利用できるような樹脂パッケージに封入された抵抗器を用いている。放電抵抗Ｒは、信号端子ＳＴとしての第１端子ｐ１及び第２端子ｐ２と、放電抵抗の本体ＢＤを回路基板にハンダ付けするための実装用端子ＩＴとを有している。実装用端子ＩＴは、本体ＢＤの裏面（回路基板と接触する側）のほぼ前面に亘って設けられており、抵抗器にて発生した熱を本体ＢＤ及び実装用端子ＩＴ回路基板へ伝達する熱伝導体としての役割も有している。
【００３８】
上述したように、回転電機制御装置１は、高圧バッテリ３及び低圧バッテリ６に接続されている。そして、インバータ制御基板１０は、低圧バッテリ６の負極（低圧電源負極Ｇ）を基準電位とする低圧回路領域ＬＶと、高圧バッテリ３の負極（高圧電源負極Ｎ）を基準電位とする回路領域を含み、低圧回路領域ＬＶとは絶縁された高圧回路領域ＨＶと、を有して構成されている。図８は、インバータ制御基板１０におけるそのような回路領域を模式的に示している。各回路領域は、絶縁領域ＩＲによって適切に絶縁されている。
【００３９】
高圧回路領域ＨＶは、第１インバータ５Ａの上段側スイッチング素子Ｅ１に対応するドライブ回路Ｄ（Ｄ１〜Ｄ３）が配置される第１高圧回路領域ＨＶ１と、第１インバータ５Ａの下段側スイッチング素子Ｅ２に対応するドライブ回路Ｄ（Ｄ４〜Ｄ６）及び第２インバータ制御回路１２が配置される第２高圧回路領域ＨＶ２とに分割して形成されている。
【００４０】
第１高圧回路領域ＨＶ１は、図２に示すように、Ｕ相上段側高圧回路領域ＨＶ１１、Ｖ相上段側高圧回路領域ＨＶ１２、Ｗ相上段側高圧回路領域ＨＶ１３を有している。Ｕ相上段側高圧回路領域ＨＶ１１は、Ｕ相上段側のスイッチング素子Ｅに対応するＵ相上段側ドライブ回路Ｄ１が配置される回路領域である。Ｖ相上段側高圧回路領域ＨＶ１２は、Ｖ相上段側のスイッチング素子Ｅに対応するＶ相上段側ドライブ回路Ｄ２が配置される回路領域である。Ｗ相上段側高圧回路領域ＨＶ１３は、Ｗ相上段側のスイッチング素子Ｅに対応するＷ相上段側ドライブ回路Ｄ３が配置される回路領域である。第１高圧回路領域ＨＶ１に属するこれら３つの回路領域（ＨＶ１１，ＨＶ１２，ＨＶ１３）は、互いに基準電位が共通ではなく、フローティングの関係である。
【００４１】
第２高圧回路領域ＨＶ２は、図２に示すように、Ｕ相下段側高圧回路領域ＨＶ２１、Ｖ相下段側高圧回路領域ＨＶ２２、Ｗ相下段側高圧回路領域ＨＶ２３、及び第２インバータ用高圧回路領域ＨＶ２０を有している。Ｕ相下段側高圧回路領域ＨＶ２１は、Ｕ相下段側のスイッチング素子Ｅに対応するＵ相下段側ドライブ回路Ｄ４が配置される回路領域である。Ｖ相下段側高圧回路領域ＨＶ２２は、Ｖ相下段側のスイッチング素子Ｅに対応するＶ相下段側ドライブ回路Ｄ５が配置される回路領域である。Ｗ相下段側高圧回路領域ＨＶ２３は、Ｗ相下段側のスイッチング素子Ｅに対応するＷ相下段側ドライブ回路Ｄ６が配置される回路領域である。第２インバータ用高圧回路領域ＨＶ２０は、第２インバータ制御回路１２、第２電圧調整回路１３、第２インバータ５Ｂ、放電抵抗Ｒ、第２平滑コンデンサＣ２などが配置される回路領域である。
【００４２】
第２高圧回路領域ＨＶ２に属するこれら４つの回路領域（ＨＶ２０，ＨＶ２１，ＨＶ２２，ＨＶ２３）は、電気的に互いに絶縁されてはいるが、全て高圧バッテリ３の負極（高圧電源負極Ｎ）を基準電位とする回路領域である。このため、図８に示すように、第２高圧回路領域ＨＶ２において４つの回路領域（ＨＶ２０，ＨＶ２１，ＨＶ２２，ＨＶ２３）の境界に設けられる絶縁領域ＩＲは、第１高圧回路領域ＨＶ１において３つの回路領域（ＨＶ１１，ＨＶ１２，ＨＶ１３）の境界に設けられる絶縁領域ＩＲに比べて、絶縁距離が短く設定されている。このため、第１高圧回路領域ＨＶ１に比べて、第２高圧回路領域ＨＶ２の方が、部品を実装するために利用可能な面積が大きくなる。従って、第２インバータ用高圧回路領域ＨＶ２０は、第２高圧回路領域ＨＶ２に設けられている。
【００４３】
低圧回路領域ＬＶは、第１高圧回路領域ＨＶ１と第２高圧回路領域ＨＶ２との間に形成されている。低圧回路領域ＬＶと第１高圧回路領域ＨＶ１との境界、及び、低圧回路領域ＬＶと第２高圧回路領域ＨＶ２との境界にも、絶縁領域ＩＲが設けられている。即ち、低圧回路領域ＬＶと高圧回路領域ＨＶとの境界にも、絶縁領域ＩＲが設けられている。
【００４４】
低圧回路領域ＬＶには、少なくとも第１インバータ制御回路１１及び電源制御回路１５が配置されている。低圧回路領域ＬＶは、第１高圧回路領域ＨＶ１と第２高圧回路領域ＨＶ２とに挟まれており、第１高圧回路領域ＨＶ１には上段側のドライブ回路Ｄ（Ｄ１〜Ｄ３）が配置され、第２高圧回路領域ＨＶ２には下段側のドライブ回路Ｄ（Ｄ４〜Ｄ６）が配置されている。従って、第１インバータ制御回路１１から各ドライブ回路Ｄへほぼ均等な配線距離でスイッチング制御信号を配線することができる。尚、より正確には、第１インバータ制御回路１１から各アイソレーション素子４（４１〜４６）へスイッチング制御信号が配線されるが、詳細については後述する。
【００４５】
また、各ドライブ回路Ｄが配置されている高圧回路領域（ＨＶ１１，ＨＶ１２，ＨＶ１３，ＨＶ２１，ＨＶ２２，ＨＶ２３）に対しては、それぞれ別に電力を供給するスイッチング電源Ｓ（Ｓ１〜Ｓ６）が設けられている。また、第２高圧回路領域ＨＶ２には、第２インバータ用高圧回路領域ＨＶ２０も設けられており、この回路領域（ＨＶ２０）には、第２インバータ制御回路１２に電力を供給するためのスイッチング電源Ｓ（Ｓ７）が設けられている。これらのスイッチング電源Ｓ（Ｓ１〜Ｓ７）を制御する電源制御回路１５も、第１高圧回路領域ＨＶ１と第２高圧回路領域ＨＶ２とに挟まれた低圧回路領域ＬＶに配置されている。従って、電源制御回路１５からほぼ均等な配線距離で、各スイッチング電源Ｓ（Ｓ１〜Ｓ７）を制御することができる。
【００４６】
ところで、図８に示すように、第１高圧回路領域ＨＶ１は、上段側のドライブ回路Ｄ（Ｄ１〜Ｄ３）のそれぞれが配置される複数の第１配置領域ＬＡ１を含む。また、第２高圧回路領域ＨＶ２は、下段側のドライブ回路Ｄ（Ｄ４〜Ｄ６）のそれぞれが配置される複数の第１配置領域ＬＡ１を含むと共に、第２インバータ制御回路１２が配置される第２配置領域ＬＡ２を含む。換言すれば、  第１高圧回路領域ＨＶ１及び第２高圧回路領域ＨＶ２は、ドライブ回路Ｄ（Ｄ１〜Ｄ６）のそれぞれが配置される複数の第１配置領域ＬＡ１を含み、第２高圧回路領域ＨＶ２は、さらに、第２インバータ制御回路１２が配置される第２配置領域ＬＡ２を含む。
【００４７】
上述したように、スイッチング電源Ｓ（Ｓ１〜Ｓ７）は、高圧回路領域ＨＶと低圧回路領域ＬＶとに跨がってトランスＴ（Ｔ１〜Ｔ７）が配置されたトランス型スイッチング電源である。また、電気的に絶縁された状態でスイッチング制御信号を含む信号を伝達するアイソレーション素子４（４１〜４６）も、高圧回路領域ＨＶと低圧回路領域ＬＶとに跨がって配置されている。つまり、低圧回路領域ＬＶと、それぞれの第１配置領域ＬＡ１とを跨いで、それぞれのドライブ回路Ｄ（Ｄ１〜Ｄ６）に対応するトランスＴ（Ｔ１〜Ｔ６）及び当該ドライブ回路Ｄ（Ｄ１〜Ｄ６）に対応するアイソレーション素子４（４１〜４６）が配置されている。具体的には、低圧回路領域ＬＶと、Ｕ相上段側高圧回路領域ＨＶ１１（第１配置領域ＬＡ１）とを跨いで、Ｕ相上段側ドライブ回路Ｄ１に対応するＵ相上段側トランスＴ１（Ｕ相上段側スイッチング電源Ｓ１）及び、Ｕ相上段側ドライブ回路Ｄ１に対応するＵ相上段側アイソレーション素子４１が配置されている。
【００４８】
以下、Ｖ相上段側高圧回路領域ＨＶ１２、Ｗ相上段側高圧回路領域ＨＶ１３、Ｕ相下段側高圧回路領域ＨＶ２１、Ｖ相下段側高圧回路領域ＨＶ２２、Ｗ相下段側高圧回路領域ＨＶ２３についても同様である。上記、Ｕ相上段側高圧回路領域ＨＶ１１についての説明において、ドライブ回路Ｄを各ドライブ回路（Ｄ２〜Ｄ６）に読み替え、トランスＴ（スイッチング電源Ｓ）をそれぞれ、Ｖ相上段側トランスＴ２（Ｖ相上段側スイッチング電源Ｓ２）、Ｗ相上段側トランスＴ３（Ｗ相上段側スイッチング電源Ｓ３）、Ｕ相下段側トランスＴ４（Ｕ相下段側スイッチング電源Ｓ４）、Ｖ相下段側トランスＴ５（Ｖ相下段側スイッチング電源Ｓ５）、Ｗ相下段側トランスＴ６（Ｗ相下段側スイッチング電源Ｓ６）に読み替え、アイソレーション素子４をそれぞれ、Ｖ相上段側アイソレーション素子４２、Ｗ相上段側アイソレーション素子４３、Ｕ相下段側アイソレーション素子４４、Ｖ相下段側アイソレーション素子４５、Ｗ相下段側アイソレーション素子４６に読み替えればよい。
【００４９】
また、低圧回路領域ＬＶと、第２配置領域ＬＡ２とを跨いで、第２インバータ制御回路１２に対応するトランスＴ（第２インバータ用トランスＴ７）が配置されている。具体的には、低圧回路領域ＬＶと、第２インバータ用高圧回路領域ＨＶ２０（第２配置領域ＬＡ２）とを跨いで、第２インバータ制御回路１２に対応する第２インバータ用トランスＴ７（第２インバータ用スイッチング電源Ｓ７）が配置されている。
【００５０】
図８に示すように、第１インバータ制御回路１１とそれぞれのアイソレーション素子４（４１〜４６）とは、第１配線パターンＷＰ１によって接続される。また、電源制御回路１５とそれぞれのトランスＴ（Ｔ１〜Ｔ７）とは、第２配線パターンＷＰ２によって接続される。図８に示すように、第１配線パターンＷＰ１と第２配線パターンＷＰ２とは、互いに交差することなく、第２配線パターンＷＰ２が第１配線パターンＷＰ１の少なくとも一部を囲うように形成されている。当然ながら、第１配線パターンＷＰ１が第２配線パターンＷＰ２の少なくとも一部を囲うように形成されてもよい。つまり、第１配線パターンＷＰ１と第２配線パターンＷＰ２とは、互いに交差することなく、一方の配線パターンが他方の配線パターンの少なくとも一部を囲うように形成されていると好適である。
【００５１】
第１配線パターンＷＰ１は、第１インバータ制御回路１１から出力された、比較的、信号の電圧振幅が小さく、信号の電流値も小さいスイッチング制御信号などが通る配線パターンである。一方、第２配線パターンＷＰ２は、スイッチング電源Ｓ（トランスＴ）と接続されるため、相対的に電圧振幅が大きく、電流値も大きい信号が通る配線パターンである。第１配線パターンＷＰ１を通る信号は、ノイズ耐性が高くないから、第１配線パターンＷＰ１と第２配線パターンＷＰ２とが近接すると、第１配線パターンＷＰ１を通る信号がノイズを受け易くなる。従って、例えば比較例として示す図１３のように、第１配線パターンＷＰ１と第２配線パターンＷＰ２とが交差することなどがなく、互いに近接しないように形成されると好適である。
【００５２】
図８に示すように、本実施形態では、第１配線パターンＷＰ１と第２配線パターンＷＰ２とは、開口方向が対向する方向を向いたＵ字形状である。両配線パターンがこのような形状であると、Ｕ字の底部が互いに大きく離間するため、両配線パターンを適切に離間させることができる。また、当該底部の近傍に第１インバータ制御回路１１や電源制御回路１５を配置することで、Ｕ字の両側腕部に対してほぼ等価な位置に第１インバータ制御回路１１及び電源制御回路１５を配置することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、第２配線パターンＷＰ２が、第１配線パターンＷＰ１の少なくとも一部を囲うように形成されている。上述したように、第２配線パターンＷＰ２を通る信号の方が、第１配線パターンＷＰ１を通る信号に比べて、電圧振幅が大きく、電流値も大きい。低圧回路領域ＬＶは高圧回路領域ＨＶに挟まれているので、第２配線パターンＷＰ２が第１配線パターンＷＰ１よりも外側に配置されていると、第２配線パターンＷＰ２の方が高圧回路領域ＨＶの側に配置されていることになる。高圧回路領域ＨＶは、電圧も高く、電流値が大きい信号も多いため、低圧回路領域ＬＶに比べてノイズの発生源となり易い。電圧振幅が大きく、電流値も大きくてノイズ耐性の高い信号を伝送する第２配線パターンＷＰ２が、高圧回路領域ＨＶの側に配置されることで、相対的にノイズ耐性が低い第１配線パターンＷＰ１へのノイズの影響を軽減することができる。
【００５４】
図９〜図１１は、低圧回路領域ＬＶと第１配置領域ＬＡ１との境界部における第１配線パターンＷＰ１及び第２配線パターンＷＰ２の敷設例を模式的に示している。図９に示すように、第１配線パターンＷＰ１は、基板面に沿う方向においてアイソレーション素子４及びトランスＴの外側を通り、アイソレーション素子４の信号端子ＳＴに接続される。第２配線パターンＷＰ２は、アイソレーション素子４及びトランスＴの本体ＢＤの下方を通り、トランスＴの本体の下方からトランスＴの信号端子ＳＴに接続される。図１０及び図１１に示すように、第１配線パターンＷＰ１及び第２配線パターンＷＰ２は、回路基板の内層を通って配線され、接続先の信号端子ＳＴの近傍で表層に設けられたパッドＰＤと接続される。配線パターンが内層を通ることで、表層を通るよりも、高圧回路領域ＨＶとの絶縁距離を長く取ることができる。
【００５５】
以上、説明したように、直流電源を電力源とした比較的大出力の交流の電気機器の駆動装置には、電子回路による制御装置、直流と交流との間で電力を変換するインバータ、当該制御装置から出力される制御信号に電気的な駆動力を付与して当該インバータに供給するドライブ回路、当該ドライブ回路の駆動電力を生成する絶縁電源などの多くの回路装置が含まれる。これらの回路装置の内、例えば、制御装置、ドライブ回路、絶縁電源などは、好適には１つの回路基板上に構築される。また、上記のような大出力の交流の電気機器をプライマリー機器とすれば、補助的な電気機器であるセカンダリー機器が、プライマリー機器と共に用いられる場合がある。例えば、自動車において車輪の駆動力源となる回転電機がプライマリー機器、エアコンディショナーのコンプレッサやオイルポンプの動力源となる回転電機がセカンダリー機器となるような場合がその一例である。
【００５６】
自動車など、これらの電気機器が搭載される搭載対象装置においては、プライマリー機器及びセカンダリー機器や、これらの機器の駆動装置が、省スペースを実現して搭載されることが望まれる。従って、上述したようなプライマリー機器の駆動装置において、例えば、プライマリー機器の制御装置、ドライブ回路、絶縁電源などが搭載される回路基板（制御基板）に、セカンダリー機器の制御装置を構成する回路装置も搭載されると好適である。プライマリー機器と同様に、セカンダリー機器も交流の電気機器の場合には、インバータなど、プライマリー機器と同様の回路装置も必要となり、一般的には回路規模が大きくなることが多い。しかし、上記において、１つの態様として例示したインバータ制御基板（１０）では、基準電位が異なる２種類の領域（高圧回路領域（ＨＶ）及び低圧回路領域（ＬＶ））に、回路装置を適切に配置すると共に、適切な配線を行うことで、省スペース化を実現することができる。
【００５７】
上述した実施形態では、インバータ制御基板（１０）が、高圧直流電源（３）の負極（Ｎ）を基準電位とする高圧回路領域（ＨＶ）と、低圧直流電源（６）の負極（Ｇ）を基準電位とする低圧回路領域（ＬＶ）とを有するので、フローティングの関係となる複数の回路装置を適切に配置することができる。高圧回路領域（ＨＶ）には、第１交流機（Ｍ１）を駆動するためのドライブ回路（Ｄ）と、第２交流機（Ｍ２）を制御するための第２交流機制御回路（１２）とが配置される。第２交流機制御回路（１２）のような回路装置は、電子回路によって構成されることが多く、一般的には低圧回路領域（ＬＶ）に配置される。しかし、第２交流機制御回路（１２）を高圧回路領域（ＨＶ）に配置することで、絶縁回路を介すること無く、第２交流機制御回路（１２）は、電気的に同一系統の回路範囲内で第２交流機（Ｍ２）を制御することができる。つまり、絶縁回路等が不要となる分、インバータ制御基板（１０）の小型化が可能となる。
【００５８】
また、高圧回路領域（ＨＶ）は、インバータ（５Ａ）の上段側スイッチング素子（Ｅ１）に対応するドライブ回路（Ｄ（Ｄ１〜Ｄ３））が配置される第１高圧回路領域（ＨＶ１）と、インバータ（５Ａ）の下段側スイッチング素子（Ｅ２）に対応するドライブ回路（Ｄ（Ｄ４〜Ｄ６））が配置される第２高圧回路領域とに分割して形成されている。そして、低圧回路領域（ＬＶ）は、第１高圧回路領域（ＨＶ１）と第２高圧回路領域（ＨＶ２）との間に形成されている。低圧回路領域（ＬＶ）には、多くの場合電子回路によって構成される第１交流機制御回路（１１）が配置されている。また、低圧回路領域（ＬＶ）には、第１交流機（Ｍ１）のための複数のドライブ回路（Ｄ）に対してそれぞれ別に電力を供給する複数のスイッチング電源（Ｓ）が備えられている。このため、第１高圧回路領域（ＨＶ１）と第２高圧回路領域（ＨＶ２）との双方に対して、適切な配線長で制御信号の伝達や、電力の供給を行うことができ、インバータ制御基板（１０）の小規模化が実現できる。
【００５９】
また、インバータ（５Ａ）の上段側スイッチング素子（Ｅ１）は、正極（Ｐ）の側も中性点側も、スイッチング素子（Ｅ）のスイッチング状態によって電位が異なるため、互いにフローティングの関係を保つ必要があるが、下段側スイッチング素子（Ｅ２）は、負極（Ｎ）側の電位が共通である。従って、第２高圧回路領域（ＨＶ２）では、各ドライブ回路（Ｄ）の間の絶縁距離を、第１高圧回路領域（ＨＶ１）における絶縁距離に比べて短くすることが可能である。つまり、第２高圧回路領域（ＨＶ２）では、第１高圧回路領域（ＨＶ１）に比べて実装面積に余裕がある。第２交流機制御回路（１２）は、第２高圧回路領域（ＨＶ２）に配置されるが、第２高圧回路領域（ＨＶ２）には余裕があるため、インバータ制御基板（１０）の規模が大きく拡大されることは抑制される。第２交流機制御回路（１２）に電力を供給するスイッチング電源（Ｓ）を制御する電源制御回路（１５）は、上述したように第１高圧回路領域（ＨＶ１）と第２高圧回路領域（ＨＶ２）との間に形成され低圧回路領域（ＬＶ）に配置されている。従って、適切な配線長で第２交流機制御回路（１２）電力の供給を行うことができ、インバータ制御基板（１０）の小規模化が実現できる。
【００６０】
このように、本実施形態によれば、相対的に低電圧な制御装置などの低電圧回路と、相対的に高電圧な駆動回路などの高電圧回路とを適切に配置して、インバータ制御基板（１０）の、より小型化を実現することができる。
【００６１】
〔その他の実施形態〕
以下、その他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００６２】
（１）上記においては、図８のように、第１配線パターンＷＰ１と第２配線パターンＷＰ２との内、一方の配線パターンが他方の配線パターンの少なくとも一部を囲うように形成されている形態を例示した。しかし、図１２に示すように、第１配線パターンＷＰ１と第２配線パターンＷＰ２とが互い違いとなるように、配置されていてもよい。この形態においても、第１配線パターンＷＰ１と第２配線パターンＷＰ２とが交差しないように配線することが可能である。
【００６３】
（２）上記においては、ハイブリッド自動車に用いられる回転電機を制御するインバータ制御基板１０を例示したが、インバータ制御基板１０の利用対象は、ハイブリッド自動車に限らず電気自動車であってもよいし、車両に限定されるものでもない。また、インバータ制御基板１０による制御対象の電機機器も、交流の回転電機に限らず、インバータ制御基板１０は、２つの交流機を制御する種々の装置に適用することができる。
【００６４】
（３）尚、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
【００６５】
〔実施形態の概要〕
以下、上記において説明したインバータ制御基板（１０）の概要について簡単に説明する。
【００６６】
１つの態様として、交流の電気機器（Ｍ）である第１交流機（Ｍ１）と高圧直流電源（３）との間に備えられて直流と交流との間で電力を変換するインバータ（５Ａ）を制御するインバータ制御基板（１０）は、
前記高圧直流電源（３）よりも低圧の低圧直流電源（６）の負極（Ｇ）を基準電位とする低圧回路領域（ＬＶ）と、
前記高圧直流電源（３）の負極（Ｎ）を基準電位とする回路領域を含み、前記低圧回路領域（ＬＶ）とは絶縁された高圧回路領域（ＨＶ）と、を有し、
前記インバータ（５Ａ）が有する複数のスイッチング素子（Ｅ）のそれぞれを制御するそれぞれのスイッチング制御信号に対してそれぞれ別に駆動力を付与する複数のドライブ回路（Ｄ）と、前記高圧直流電源（３）を駆動力源として動作する交流の電気機器（Ｍ）であって、前記第１交流機（Ｍ１）とは異なる第２交流機（Ｍ２）を制御する第２交流機制御回路（１２）と、を前記高圧回路領域（ＨＶ）に備え、
前記ドライブ回路（Ｄ）のそれぞれと前記第２交流機制御回路（１２）とにそれぞれ別に電力を供給する複数のスイッチング電源（Ｓ）をそれぞれ制御する電源制御回路（１５）と、前記スイッチング制御信号を生成して出力する第１交流機制御回路（１１）と、を前記低圧回路領域（ＬＶ）に備え、
前記高圧回路領域（ＨＶ）は、前記インバータ（５Ａ）の上段側スイッチング素子（Ｅ１）に対応する前記ドライブ回路（Ｄ（Ｄ１〜Ｄ３））が配置される第１高圧回路領域（ＨＶ１）と、前記インバータ（５Ａ）の下段側スイッチング素子（Ｅ２）に対応する前記ドライブ回路（Ｄ（Ｄ４〜Ｄ６））が配置される第２高圧回路領域（ＨＶ２）とに分割して形成され、
前記低圧回路領域（ＬＶ）は、前記第１高圧回路領域（ＨＶ１）と前記第２高圧回路領域（ＨＶ２）との間に形成され、
前記第２交流機制御回路（１２）は、前記第２高圧回路領域（ＨＶ２）に配置されている。
【００６７】
この構成によれば、インバータ制御基板（１０）が、高圧直流電源（３）の負極（Ｎ）を基準電位とする高圧回路領域（ＨＶ）と、低圧直流電源（６）の負極（Ｇ）を基準電位とする低圧回路領域（ＬＶ）とを有するので、フローティングの関係となる複数の回路装置を適切に配置することができる。高圧回路領域（ＨＶ）には、第１交流機（Ｍ１）を駆動するためのドライブ回路（Ｄ）と、第２交流機（Ｍ２）を制御するための第２交流機制御回路（１２）とが配置される。第２交流機制御回路（１２）のような回路装置は、電子回路によって構成されることが多く、一般的には低圧回路領域（ＬＶ）に配置される。しかし、第２交流機制御回路（１２）を高圧回路領域（ＨＶ）に配置することで、絶縁回路を介すること無く、第２交流機制御回路（１２）は、電気的に同一系統の回路範囲内で第２交流機（Ｍ２）を制御することができる。つまり、絶縁回路等が不要となる分、インバータ制御基板（１０）の小型化が可能となる。
【００６８】
また、インバータ（５Ａ）の上段側スイッチング素子（Ｅ１）は、正極（Ｐ）の側も中性点側も、スイッチング素子（Ｅ）のスイッチング状態によって電位が異なるため、互いにフローティングの関係を保つ必要があるが、下段側スイッチング素子（Ｅ２）は、負極（Ｎ）側の電位が共通である。従って、第２高圧回路領域（ＨＶ２）では、各ドライブ回路（Ｄ）の間の絶縁距離を、第１高圧回路領域（ＨＶ１）における絶縁距離に比べて短くすることが可能である。つまり、第２高圧回路領域（ＨＶ２）では、第１高圧回路領域（ＨＶ１）に比べて実装面積に余裕がある。第２交流機制御回路（１２）は、第２高圧回路領域（ＨＶ２）に配置されるが、第２高圧回路領域（ＨＶ２）には余裕があるため、インバータ制御基板（１０）の規模が大きく拡大されることは抑制される。
【００６９】
このように、本構成によれば、相対的に低電圧な制御装置などの低電圧回路と、相対的に高電圧な駆動回路などの高電圧回路とを適切に配置して、インバータ制御基板（１０）の、より小型化を実現することができる。
【００７０】
また、１つの態様として、インバータ制御基板（１０）は、
電気的に絶縁された状態で前記スイッチング制御信号を含む信号を伝達する絶縁型信号伝送素子（４）をそれぞれの前記ドライブ回路（Ｄ）に対応して複数個備え、
前記スイッチング電源（Ｓ）は、前記高圧回路領域（ＨＶ）と前記低圧回路領域（ＬＶ）とに跨がって絶縁トランス（Ｔ）が配置されたトランス型スイッチング電源であり、
前記第１高圧回路領域（ＨＶ１）及び前記第２高圧回路領域（ＨＶ２）は、前記ドライブ回路（Ｄ）のそれぞれが配置される複数の第１配置領域（ＬＡ１）を含み、
前記第２高圧回路領域（ＨＶ２）は、前記第２交流機制御回路（１２）が配置される第２配置領域（ＬＡ２）を含み、
前記低圧回路領域（ＬＶ）とそれぞれの前記第１配置領域（ＬＡ１）とを跨いで、それぞれの前記ドライブ回路（Ｄ）に対応する前記絶縁トランス（Ｔ）及び当該ドライブ回路（Ｄ）に対応する前記絶縁型信号伝送素子（４）が配置され、
前記低圧回路領域（ＬＶ）と前記第２配置領域（ＬＡ２）とを跨いで、前記第２交流機制御回路（１２）に対応する前記絶縁トランス（Ｔ）が配置され、
さらに、前記第１交流機制御回路（１１）とそれぞれの前記絶縁型信号伝送素子（４）とを接続する配線パターンである第１配線パターン（ＷＰ１）と、
前記電源制御回路（１５）とそれぞれの前記絶縁トランス（Ｔ）とを接続する配線パターンである第２配線パターン（ＷＰ２）と、を備え、
前記第１配線パターン（ＷＰ１）と前記第２配線パターン（ＷＰ２）とは、互いに交差することなく、一方の配線パターンが他方の配線パターンの少なくとも一部を囲うように形成されている、と好適である。
【００７１】
第１配線パターン（ＷＰ１）は、第１交流機制御回路（１１）から出力された、比較的、信号の電圧振幅が小さく、信号の電流値も小さいスイッチング制御信号などが伝送される配線パターンである。一方、第２配線パターン（ＷＰ２）は、スイッチング電源（Ｓ）と接続されるため、相対的に電圧振幅が大きく、電流値も大きい信号が伝送される配線パターンである。このため、第１配線パターン（ＷＰ１）と第２配線パターン（ＷＰ２）とが近接すると、第１配線パターン（ＷＰ１）を伝送される信号がノイズを受け易くなる。第１配線パターン（ＷＰ１）を通る信号は、ノイズ耐性が高くない。従って、第１配線パターン（ＷＰ１）と第２配線パターン（ＷＰ２）とが交差するなどがなく、互いに近接しないように形成されることが好ましい。第１配線パターン（ＷＰ１）と第２配線パターン（ＷＰ２）との内、一方の配線パターンが他方の配線パターンの少なくとも一部を囲うように形成されていると、両配線パターンを適切に離間させることができて好適である。
【００７２】
ここで、１つの態様として、前記第１配線パターン（ＷＰ１）と前記第２配線パターン（ＷＰ２）とは、開口方向が対向する方向を向いたＵ字形状であると好適である。この構成によれば、Ｕ字の底部は、互いに大きく離間するため、両配線パターンを交差させることもなく、適切に離間させることができる。また、当該底部の近傍に第１交流機制御回路（１１）や電源制御回路（１５）を配置することで、Ｕ字の両側腕部に対してほぼ等価な位置に制御回路を配置することができる。
【００７３】
また、１つの態様として、前記第２配線パターン（ＷＰ２）が、前記第１配線パターン（ＷＰ１）の少なくとも一部を囲うように形成されていると好適である。上述したように、第２配線パターン（ＷＰ２）を通る信号の方が、第１配線パターン（ＷＰ１）を通る信号に比べて、電圧振幅が大きく、電流値も大きい。低圧回路領域（ＬＶ）は高圧回路領域（ＨＶ）に挟まれているので、第２配線パターン（ＷＰ２）が第１配線パターン（ＷＰ１）よりも外側に配置されていると、高圧回路領域（ＨＶ）の側に配置されていることになる。高圧回路領域（ＨＶ）は、電圧も高く、電流値が大きい信号も多いため、低圧回路領域（ＬＶ）に比べてノイズの発生源となり易い。本構成によれば、電圧振幅が大きく、電流値も大きくてノイズ耐性の高い信号を伝送する第２配線パターン（ＷＰ２）が、高圧回路領域（ＨＶ）の側に配置される。これにより、相対的にノイズ耐性が低い配線パターン（ＷＰ１）を伝送される信号に対するノイズの影響を軽減することができる。
【符号の説明】
【００７４】
３        ：高圧バッテリ（高圧直流電源）
４        ：アイソレーション素子
５Ａ      ：第１インバータ（第１交流機と高圧直流電源との間のインバータ）
６        ：低圧バッテリ（低圧直流電源）
１０      ：インバータ制御基板
１１      ：第１インバータ制御回路（第１交流機制御回路）
１２      ：第２インバータ制御回路（第２交流機制御回路）
１５      ：電源制御回路
Ｃ        ：平滑コンデンサ
Ｄ        ：ドライブ回路
Ｅ        ：スイッチング素子
Ｅ１      ：上段側スイッチング素子
Ｅ２      ：下段側スイッチング素子
Ｇ        ：低圧電源負極（低圧直流電源の負極）
ＨＶ      ：高圧回路領域
ＨＶ１    ：第１高圧回路領域
ＨＶ２    ：第２高圧回路領域
ＩＲ      ：絶縁領域
ＬＡ１    ：第１配置領域
ＬＡ２    ：第２配置領域
ＬＶ      ：低圧回路領域
Ｍ１      ：第１回転電機（第１交流機）
Ｍ２      ：第２回転電機（第２交流機）
Ｎ        ：高圧電源負極（高圧直流電源の負極）
Ｓ        ：スイッチング電源
Ｔ        ：トランス（絶縁トランス）
ＷＰ１    ：第１配線パターン
ＷＰ２    ：第２配線パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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