(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続された複数のスイッチング回路を備え、
前記複数のスイッチング回路は、
スイッチング素子と、
前記スイッチング素子の動作を制御する制御回路と、
前記スイッチング素子の高電位側端子と前記スイッチング素子の低電位側端子との間の電圧を降圧する降圧素子とをそれぞれ有し、
前記複数のスイッチング回路に含まれる複数の前記スイッチング素子は、前記電源に対して直列に接続され、
前記制御回路と前記スイッチング素子の制御端子は、制御配線により接続され、
前記制御回路と前記スイッチング素子の低電位側端子は、基準配線により接続され、
前記降圧素子は、前記スイッチング素子の高電位側端子と前記制御回路との間に接続され、
前記複数のスイッチング回路のうち高電位側に接続された第１スイッチング回路は、前記制御回路と前記降圧素子との間を接続する第１配線と、前記降圧素子と前記高電位側端子との間を接続する第３配線を有し、
前記複数のスイッチング回路のうち低電位側に接続された第２スイッチング回路は、前記制御回路と前記降圧素子との間を接続する第２配線を有し、
前記第１配線は前記第３配線よりも短い
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、
前記第２スイッチング回路は、前記降圧素子と前記高電位側端子との間を接続する第４配線を有し、
前記第４配線は前記第２配線よりも短い
ことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
電源に接続された複数のスイッチング回路を備え、
前記複数のスイッチング回路は、
スイッチング素子と、
前記スイッチング素子の動作を制御する制御回路と、
前記スイッチング素子の高電位側端子と前記スイッチング素子の低電位側端子との間の電圧を降圧する降圧素子とをそれぞれ有し、
前記複数のスイッチング回路に含まれる複数の前記スイッチング素子は、前記電源に対して直列に接続され、
前記制御回路と前記スイッチング素子の制御端子は、制御配線により接続され、
前記制御回路と前記スイッチング素子の低電位側端子は、基準配線により接続され、
前記降圧素子は、前記スイッチング素子の高電位側端子と前記制御回路との間に接続され、
前記複数のスイッチング回路のうち高電位側に接続された第１スイッチング回路は、前記降圧素子と前記高電位側端子との間を接続する第３配線を有し、
前記複数のスイッチング回路のうち低電位側に接続された第２スイッチング回路は、前記制御回路と前記降圧素子との間を接続する第２配線と、前記降圧素子と前記高電位側端子との間を接続する第４配線を有し、
前記第４配線は前記第２配線よりも短い
ことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源装置において、
基板用配線を有した基板を備え、
前記高電位側端子、前記低電位側端子、及び前記制御端子は前記基板用配線に接続され、
前記制御回路及び前記降圧素子は前記基板上に実装されている
ことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の電源装置において、
配線パターンを有した基板を備え、
前記第１スイッチング回路は、前記降圧素子と前記高電位側端子との間を接続する第３配線を有し、
前記第２スイッチング回路は、前記降圧素子と前記高電位側端子との間を接続する第４配線を有し、
前記第１配線、前記第２配線、前記第３配線、及び前記第４配線は、前記配線パターンにより構成されている
ことを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源装置において、
前記スイッチング素子は、前記高電位側端子として、前記電源の出力電流を流す主端子、及び、前記降圧素子を介して前記制御回路に接続されたセンス端子を有する
ことを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源装置において、
前記スイッチング素子は、前記低電位側端子として、前記電源の出力電流を流す主端子、及び、前記制御回路に接続されたセンス端子を有する
ことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インバータを構成するＩＧＢＴ素子のコレクタ・エミッタ間電圧ＶＣＥを検出して短絡モードを検出するＩＧＢＴ短絡保護回路が知られている。このＩＧＢＴ短絡保護回路では、電圧ＶＣＥの検出信号が、分圧回路により分圧されてコンパレータに入力される。コンパレータは、短絡を検出するしきい値と検出信号とを比べて、短絡検出信号を、ＩＧＢＴモジュールをオン／オフさせるゲート回路へ出力する。そして、短絡が検出された場合には、ゲート回路出力が＋１５Ｖから数Ｖ程度に絞られる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２５０４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のＩＧＢＴ短絡保護回路では、ＩＧＢＴモジュールのオン、オフの切り換えに起因して、電圧ＶＣＥの検出信号用の配線で、大きなノイズが発生するという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、スイッチング素子に電気的に接続された配線のノイズを低減できる電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数のスイッチング素子を電源に対して直列に接続し、スイッチング素子の高電位側の端子と制御回路との間に降圧素子を接続し、高電位側のスイッチング回路では制御回路と降圧素子との間を第１配線で接続し、当該降圧素子とスイッチング素子の高電位側の端子との間を第３配線で接続し、低電位側のスイッチング回路では制御回路と当該降圧素子との間を第２配線で接続し、第１配線を第３配線よりも短くすることによって上記課題を解決する。
【０００７】
本発明は、複数のスイッチング素子を電源に対して直列に接続し、スイッチング素子の高電位側の端子と制御回路との間に降圧素子を接続し、高電位側のスイッチング回路では降圧素子とスイッチング素子の高電位側端子との間を第３配線で接続し、低電位側のスイッチング回路では制御回路と降圧素子との間を第２配線で接続し、当該降圧素子とスイッチング素子の高電位側端子との間を第４配線で接続し、第４配線を第２配線よりも短くすることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、スイッチング素子のオン、オフの切り換えによる電圧変動が発生した場合に、当該電圧変動の大きい部分に接続された配線の長さが短いため、当該配線のノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る電力変換装置の回路図である。
【図２】図２は本発明の他の実施形態に係る電力変換装置の回路図である。
【図３】図３は本発明の他の実施形態に係る電力変換装置の平面図である。
【図４】図４は図３のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】図５は本発明の他の実施形態に係る電力変換装置の平面図である。
【図６】図６は図５のVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】図７は図５のVII−VII線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
《第１実施形態》
本発明の実施形態に係る電源装置を説明する。電源装置は、例えば車両に設けられており、車載バッテリの電力を変換する装置として用いられる。なお、以下では、電源装置の例として、電力変換装置を挙げた上で実施形態を説明する。
【００１２】
図１は電力変換装置の回路図である。電力変換装置１は、ハイ側スイッチ回路１０及びロー側スイッチ回路２０を備えている。電力変換装置１は、バッテリ３０と負荷４０との間に接続されている。電力変換装置１は、バッテリ３０の電力を変換し、負荷４０に出力する装置である。なお、電力変換装置１は、電力を変換するためのインバータ回路を有している。インバータ回路は、複数の半導体スイッチを三相に接続した回路である。なお、図１では、三相のうち１相分の構成を示しているが、他の２相も同様の構成である。また、インバータ回路は必ずしも三相である必要はなく、２相でもよい。
【００１３】
ハイ側スイッチ回路１０は、半導体スイッチ１１、降圧素子１２、制御回路１３、配線１４〜１７を有している。ロー側スイッチ回路２０は、半導体スイッチ２１、降圧素子２２、制御回路２３、配線２４〜２７を有している。ハイ側スイッチ回路１０及びロー側スイッチ回路２０は、バッテリ３０に対して直列に接続されている。ハイ側スイッチ回路１０及びロー側スイッチ回路２０の中点には、負荷４０が接続されている。
【００１４】
ハイ側スイッチ回路１０の構成について説明する。半導体スイッチ１１は、制御回路１３から出力される制御信号により、オン及びオフを切り替えるスイッチング素子である。半導体スイッチ１１は、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタを有している。半導体スイッチ１１は、ＩＧＢＴとＦＷＤダイオートとを並列回路としてもよい。並列回路では、電流の導通方向が逆向きになるように、ＩＧＢＴとＦＷＤダイオートが並列に接続されている。
【００１５】
半導体スイッチ１１は、制御端子としてゲート端子１１ｇを有し、高電位側端子としてドレイン端子１１ｄを有し、低電位側端子としてソース端子１１ｓを有している。半導体スイッチとしてＩＧＢＴを使用した場合には、制御端子はゲート端子、高電位側端子はコレクタ端子、低電位側端子はエミッタ端子となる。なお、以下では、半導体スイッチ１１として、ＭＯＳＦＥＴを用いた例を説明する。
【００１６】
半導体スイッチ１１と後述する半導体スイッチ２１は、バッテリ３０に対して直列に接続されている。半導体スイッチ１１のドレイン端子１１ｄはバッテリ３０の正極及び降圧素子１２に接続されている。ゲート端子１１ｇは、制御回路１３に接続されている。またソース端子１１ｓは、半導体スイッチ２１のドレイン端子２１ｄに接続されている。そして、ソース端子１１ｓとドレイン端子２１ｄの接続点となる中点が、負荷４０に接続されている。
【００１７】
降圧素子１２は、半導体スイッチ１１のドレイン−ソース間の電圧を、耐圧以下の電圧に変換する素子である。耐圧は、制御回路１３の耐電圧であり予め決まっている。半導体スイッチ１１のドレイン−ソース間に印加される最大電圧は、バッテリ３０から電力変換装置１に印加される直流電圧を超えることがある。そして、最大電圧が、制御回路１３に印加された場合には、制御回路１３の電圧が制御回路１３の耐電圧を超えてしまう。図１に示すように、電力変換装置１は、ドレイン電圧を制御回路１３にフィードバックする回路を有しているため、制御回路１３への印加電圧が、制御回路１３の耐圧以下になるように、降圧素子１２が、ドレイン端子１１ｄと制御回路１３との間に接続されている。降圧素子１２は、抵抗器、コンデンサ、又はダイオードを有し、これら回路素子の組み合わせた回路によって構成されている。
【００１８】
制御回路１３は電力変換装置１の外部から入力される信号に基づき、半導体スイッチ１１のオン、オフを切り替えることで、半導体スイッチ１１の動作を制御する回路である。制御回路１３の高電位側は、降圧素子１２を介してドレイン端子１１ｄに接続されており、制御回路１３の低電位側はソース端子１１ｓに接続されている。制御回路１３は、ゲート端子１１ｇに対して電圧を印加して、半導体スイッチ１１のオン、オフを切り替える。また、制御回路１３は、半導体スイッチ１１の保護機能を有している。制御回路１３は、半導体スイッチ１１の異常を検知する。制御回路１３は、半導体スイッチ１１の異常を検知した場合には、半導体スイッチ１１のゲートをオフにする。制御回路１３は、半導体集積回路、半導体素子、又は受動素子により構成されている。制御回路１３は、半導体集積回路、半導体素子、又は受動素子を組み合わせた回路により構成されてもよい。
【００１９】
配線１４は、降圧素子１２と制御回路１３との間を接続する配線である。配線１５はドレイン端子１１ｄと降圧素子１２との間を接続する配線である。配線１６はゲート端子１１ｇと制御回路１３との間を接続する配線である。配線１７はソース端子１１ｓと制御回路１３との間を接続する配線である。配線１４の長さは配線１５の長さよりも短くなっている。
【００２０】
ロー側スイッチ回路２０の構成について説明する。ロー側スイッチ回路２０の構成のうち、ハイ側スイッチ回路１０の構成と異なる構成を、以下で説明する。その他のロー側スイッチ回路２０の構成は、ハイ側スイッチ回路１０の構成と同様である。なお、配線２６、２７は配線１６、１７に対応する。
【００２１】
半導体スイッチ２１のドレイン端子２１ｄはソース端子１１ｓと負荷４０に接続されている。ソース端子２１ｓは制御回路２３及びバッテリ３０の負極に接続されている。
【００２２】
配線２４は、降圧素子２２と制御回路２３との間を接続する配線である。配線２５はドレイン端子２１ｄと降圧素子２２との間を接続する配線である。配線２５の長さは配線２４の長さよりも短くなっている。
【００２３】
また、配線１４、１５、２４、２５の条件として、配線１４の長さは配線２４の長さよりも短くなっている。配線２５の長さは配線１５の長さよりも短くなっている。
【００２４】
バッテリ３０は、直流電源であり、電力変換装置１の電力源となる。負荷４０は、電力変換装置１の出力電力により駆動する装置であり、例えばモータである。
【００２５】
次に電力変換装置１の回路における電圧変動について、説明する。制御回路１３、２３の制御により、半導体スイッチ１１、２１のオン、オフが切り替わることで電力変換が行われる。半導体スイッチ１１、２１の抵抗は、半導体スイッチ１１、２１のオンのときに、低抵抗となり、ドレイン−ソース間の電圧が低くなる。また、半導体スイッチ１１、２１のオフのときには、オン時と比較して、半導体スイッチ１１、２１の抵抗は高抵抗となり、ドレイン−ソース間の電圧は高くなる。このように、半導体スイッチ１１、２１のオン、オフの切り換えに伴い、ドレイン−ソース間電圧は変動する。そして、ドレイン端子１１ｄ、２１ｄ及びソース端子１１ｓ、２１ｓから制御回路１３、２３へのフィードバック経路への電圧も変動する。すなわち、半導体スイッチ２１のオン、オフの切り換えに伴い、半導体スイッチ１１、２１と制御回路１３、２３とを接続する配線の電圧が変動し、電圧変動に起因するノイズが発生する。
【００２６】
電圧変動の大きさは、配線経路で異なっている。バッテリ３０の負電圧端子を基準電位とする。半導体スイッチ１１のドレイン端子１１ｄはバッテリ３０に接続されているため、ドレイン端子１１ｄの電圧変動は小さい。一方、半導体スイッチ１１のソース端子１１ｓはバッテリ３０に直接接続されていないため、ソース端子１１ｓの電圧変動は大きくなる。半導体スイッチ２１の電圧変動について、ドレイン端子２１ｄはバッテリ３０に直接接続されていないため、ドレイン端子２１ｄの電圧変動は大きくなる。ソース端子２１ｓはバッテリ３０に接続されているため、ソース端子２１ｓの電圧変動は小さい。
【００２７】
制御回路１３、２３は、半導体スイッチ１１、２１のゲート−ソース間に電圧を印加するため、半導体スイッチ１１、２１のソースを基準として動作するよう構成されている。そのため半導体スイッチ１１、２１のソースにおける電圧変動に伴って、制御回路１３、２３の電位が変動する。半導体スイッチ１１のソースの電圧変動は大きいため、制御回路１３の電位の変動は大きくなる。一方、半導体スイッチ２１のソースの電圧変動は小さいため、制御回路２３の電位の変動は、制御回路１３と比較して、小さくなる。
【００２８】
降圧素子１２は、配線１５によりドレイン端子１１ｄに接続されている。ドレイン端子１１ｄの電圧変動は小さいため、配線１５の電圧変動も小さくなる。また、降圧素子１２は、配線１４により制御回路１３に接続されている。制御回路１３の電圧変動は大きいため、配線１４の電圧変動が大きくなる。
【００２９】
降圧素子２２は、配線２５によりドレイン端子２１ｄに接続されている。ドレイン端子２１ｄの電圧変動は大きいため、配線２５の電圧変動も大きくなる。また、降圧素子２２は、配線２４により制御回路２３に接続されている。制御回路２３の電圧変動は小さいため、配線２４の電圧変動は小さくなる。
【００３０】
すなわち、配線１４の電圧変動は、配線１５の電圧変動より大きく、配線２４の電圧変動よりも大きくなる。また、配線２５の電圧変動は、配線１５の電圧変動より大きく、配線２４の電圧変動よりも大きくなる。
【００３１】
本実施形態では、電圧変動の大きい配線１４の配線長は、電圧変動の小さい配線２４の配線長よりも短く、また電圧変動の小さい配線１５の配線長よりも短い。電圧変動の大きい配線２５の配線長は、電圧変動の小さい配線１５の配線長よりも短く、また電圧変動の小さい配線２４の配線長よりも短い。これにより、ハイ側スイッチ回路１０及びロー側スイッチ回路２０における、半導体スイッチ１１、２１のドレイン端子１１ｄ、２１ｄから降圧素子１２、２２を介して、制御回路１３、２３に接続される配線（フィードバック経路の配線）で発生するノイズを低減することができる。
【００３２】
上記のように、本実施形態では、配線１４の配線長が配線２４の配線長より短くなっている。配線２５の配線長が配線１５の配線長よりも短くなっている。これにより、半導体スイッチ１１、２１のオン、オフの切り換えにより電圧変動が発生した場合に、半導体スイッチ１１、２１と制御回路１３、２３との間を接続するフィードバック経路の配線で、当該電圧変動に起因して発生するノイズを抑制できる。また、制御回路１３、２３、あるいは、電力変換装置１の周辺機器が、ノイズにより誤って動作することを防止できる。
【００３３】
また本実施形態では、配線１４の配線長が配線１５の配線長より短くなっている。これにより、半導体スイッチ１１のドレイン端子１１ｄから降圧素子１２を介して、制御回路１３に接続される配線で発生するノイズを低減することができる。
【００３４】
また本実施形態では、配線２５の配線長が配線２４の配線長より短くなっている。半導体スイッチ２１のドレイン端子２１ｄから降圧素子２２を介して、制御回路２３に接続される配線で発生するノイズを低減することができる。
【００３５】
上記ハイ側スイッチ回路１０及びロー側スイッチ回路２０が本発明の「複数のスイッチング回路」に相当し、半導体スイッチ１１、２１が本発明の「スイッチング素子」に相当する。また、配線１４が本発明の「第１配線」に相当し、配線２４が本発明の「第２配線」に相当し、配線１５が本発明の「第３配線」に相当し、配線２５が本発明の「第４配線」に相当する。
【００３６】
なお、一般的な回路図では、配線長の長さについて特に規定することなく図示されている。図１に示す回路図では、少なくとも制御回路１３、２３とドレイン端子１１ｄ、２１ｄとの間を接続する配線は、長さの大小関係を規定している。そのため、電力変換装置１の実際の構造は、上記のような配線長の条件の下、設計される。
【００３７】
《第２実施形態》
図２は、発明の他の実施形態に係る電力変換装置の回路図である。本例では上述した第１実施形態に対して、半導体スイッチ１１、２１のドレイン端子及びソース端子の構成が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、その記載を援用する。
【００３８】
半導体スイッチ１１は、ドレイン端子として、ドレイン主端子１１ｄｍ及びドレインセンス端子１１ｄｓを有し、ソース端子として、ソース主端子１１ｓｍ及びソースセンス端子１１ｓｓを有する。ドレイン主端子１１ｄｍ及びソース主端子１１ｓｍは、バッテリ３０からの出力電流を流す端子である。ドレイン主端子１１ｄｍはバッテリ３０に接続されている。ソース主端子１１ｓｍは、負荷４０及びドレイン主端子２１ｄｍに接続されている。ドレインセンス端子１１ｄｓは配線１５を介して降圧素子１２に接続されている。ソースセンス端子１１ｓｓは配線１７を介して制御回路１３に接続されている。
【００３９】
半導体スイッチ２１は、ドレイン端子として、ドレイン主端子２１ｄｍ及びドレインセンス端子２１ｄｓを有し、ソース端子として、ソース主端子２１ｓｍ及びソースセンス端子２１ｓｓを有する。ドレイン主端子２１ｄｍ及びソース主端子２１ｓｍは、バッテリ３０からの出力電流を流す端子である。ドレイン主端子２１ｄｍはソース主端子１１ｓｍ及び負荷４０に接続されている。ソース主端子２１ｓｍはバッテリ３０に接続されている。ドレインセンス端子２１ｄｓは配線２５を介して降圧素子２２に接続されている。ソースセンス端子２１ｓｓは配線２７を介して制御回路２３に接続されている。
【００４０】
電力変換装置１の構造を、図３及び図４を用いて説明する。図３は電力変換装置１の平面図である。図４は図３のIV−IVに沿う断面図である。なお、図３において、半導体スイッチ１１、２１は、基板５０の裏側に設けられており、基板５０の表側からは見えないため、点線で示されている。また、配線１４〜１７及び配線２４〜２７は、基板５０内に設けられており、基板５０の表側からは見えないため、点線で示されている。
【００４１】
基板５０は、ハイ側スイッチ回路１０及びロー側スイッチ回路２０を配置するための１枚の板状の部材である。基板５０内には、配線パターンが形成されている。配線パターンは、ハイ側スイッチ回路１０及びロー側スイッチ回路２０を形成するための配線部となる。基板５０の表面（図３の紙面に相当）には、降圧素子１２、２２及び制御回路１３、２３が実装されている。また、ハイ側スイッチ回路１０及びロー側スイッチ回路２０は、基板５０の表面上で、図３のＹ方向に並んで配置されている。
【００４２】
ハイ側スイッチ回路１０の降圧素子１２は、基板５０の表面上で、制御回路１３の近傍に配置されている。一方、ロー側スイッチ回路２０の降圧素子２２は、基板５０の表面上で、制御回路２３から離れた位置に配置されている。すなわち、基板５０の表面上で、降圧素子１２と制御回路１３との間の距離は、降圧素子２２と制御回路２３との間の距離よりも短い。
【００４３】
図４に示すように、制御回路１３は、基板５０を境界に、半導体スイッチ１１の上方（Ｚ方向で上側）に配置されている。また、降圧素子１２も同様に、基板５０を境界に、半導体スイッチ１１の上方（Ｚ方向で上側）に配置されている。
【００４４】
半導体スイッチ１１は、本体部が直方体の形状になるよう、モジュール化されている。半導体スイッチ１１の本体部の対向面（ＹＺ平面）のうち、一方の面には、ドレイン主端子１１ｄｍ及びソース主端子１１ｓｍが設けられている。他方の面には、ドレインセンス端子１１ｄｓ、ゲート端子１１ｇ及びソースセンス端子１１ｓｓが設けられている。
【００４５】
ドレイン主端子１１ｄｍ及びソース主端子１１ｓｍは、半導体スイッチ１１の本体部の側面から、Ｘ軸方向に沿って、延在している。ドレインセンス端子１１ｄｓ、ゲート端子１１ｇ及びソースセンス端子１１ｓｓは、半導体スイッチ１１の本体部の側面からＸ方向に延在しつつ、Ｚ方向に向けて屈曲している。ドレインセンス端子１１ｄｓ、ゲート端子１１ｇ及びソースセンス端子１１ｓｓは、直角に曲がった形状になるよう形成されている。
【００４６】
配線１４〜１７及び配線２４〜２７は、基板５０内の配線パターンで構成されている。基板５０内の配線パターンは、第１実施形態で示した配線長の条件を満たすようなパターンになっている。すなわち、降圧素子１２が、基板５０の表面上で、制御回路１３の近傍に配置されることで、配線１４の配線長をできるだけ短くしている。また、降圧素子２２が、基板５０の表面上で、制御回路２３から離れ、ドレインセンス端子２１ｄｓの位置の近傍に配置されることで、配線２５の配線長をできるだけ短くしている。
【００４７】
図４に示すように、配線１６は、制御回路１３の下面から基板５０のスルーホールに向けて、直角に曲がった配線パターンである。スルーホールは、ゲート端子１１ｇを挿入するための孔であり、基板５０内に設けられている。そして、配線１６とゲート端子１１ｇは、基板５０のスルーホールの部分で接続されている。配線１５とドレインセンス端子１１ｄｓとの接続部分、及び、配線１７とソースセンス端子１１ｓｓとの接続部分は、配線１６とゲート端子１１ｇとの接続部分と同様に構成されている。
【００４８】
なお、半導体スイッチ２１の各端子の構成は、半導体スイッチ１１の各端子と同様である。また配線２４〜２７の配線パターンは、配線１４〜１７の配線パターンと同様に構成されている。半導体スイッチ２１の各端子と配線２５〜２７との接続部分は、半導体スイッチ１１の各端子と配線１５〜１７との接続部分と同様に構成されている。
【００４９】
本実施形態では、電圧変動の大きい配線１４の配線長は、電圧変動の小さい配線２４の配線長よりも短く、また電圧変動の小さい配線１５の配線長よりも短い。電圧変動の大きい配線２５の配線長は、電圧変動の小さい配線１５の配線長よりも短く、また電圧変動の小さい配線２４の配線長よりも短い。これにより、ハイ側スイッチ回路１０及びロー側スイッチ回路２０における、半導体スイッチ１１、２１のドレインセンス端子１１ｄｓ、２１ｄｓから降圧素子１２、２２を介して、制御回路１３、２３に接続される配線（フィードバック経路の配線）で発生するノイズを低減することができる。
【００５０】
上記のように、本実施形態では、ドレインセンス端子１１ｄｓ、２１ｄｓ、ゲート端子１１ｇ、２１ｇ、及びソースセンス端子１１ｓｓ、２１ｓｓが、基板５０の内の配線に接続されており、制御回路１３、２３及び降圧素子１２、２２が基板５０上に実装されている。これにより、ハイ側スイッチ回路１０の回路素子と、ロー側スイッチ回路２０の回路素子を、複数の基板に分けて実装した場合と比較して、本実施形態では、部品実装の工程や電力変換装置として組み立てる際の加工コストを抑制することができる。
【００５１】
また本実施形態では、配線１４、１５、２４、２５が配線パターンで構成されている。これにより、本実施形態では、基板５０に追加の配線用の部品を実装する場合と比較して、配線用部品を製造しなくてもよいため、コストを抑制できる。
【００５２】
また本実施形態では、半導体スイッチ１１、２１は、ドレイン端子として、ドレイン主端子１１ｄｍ、２１ｄｍ、及び、ドレインセンス端子１１ｄｓ、２１ｄｓを有する。これにより、正確なドレイン‐ソース電圧を検出することができる。
【００５３】
また本実施形態では、半導体スイッチ１１、２１は、ソース端子として、ソース主端子１１ｓｍ、２１ｓｍ、及び、ソースセンス端子１１ｓｓ、２１ｓｓを有する。これにより、半導体スイッチ１１、２１に対して、制御上、設定された電圧を、ソース−ゲート電圧として、印加することができる。
【００５４】
以下、ドレイン端子及びソース端子を、主端子及びセンス端子に分けた場合と、分けない場合の違いを説明する。
【００５５】
本実施形態と異なり、ドレイン端子が、主端子とセンス端子に分かれていない場合には、バッテリ３０からの出力電流（電力変換装置１の主電流）がドレイン端子を流れる。そして、ドレイン端子を流れる電流、ドレイン端子に存在する寄生の抵抗成分、ドレイン端子に存在する寄生のインダクタンス成分によって、電圧が変動するため、降圧素子１２、１３には実際の電圧と異なる電圧が印加されてしまう。
【００５６】
一方、本実施形態のように、ドレイン端子が、主端子とセンス端子に分かれている場合には、バッテリ３０からの出力電流（電力変換装置１の主電流）は、ドレイン主端子１１ｄｍ、２１ｄｍに流れ、ドレインセンス端子１１ｄｓ、２１ｄｓには流れない。そして、降圧素子１２、２２はドレインセンス端子１１ｄｓ、２１ｄｓに接続されている。そのため、寄生の抵抗成分および寄生のインダクタンス成分によるゲート‐ソース電圧の変動が抑制され、降圧素子１２、２２は正確な電圧を検出できる。
【００５７】
本実施形態と異なり、ソース端子が、主端子とセンス端子に分かれていない場合には、バッテリ３０からの出力電流（電力変換装置１の主電流）がソース端子を流れる。そして、ソース端子を流れる電流、ドレイン端子に存在する寄生の抵抗成分、ドレイン端子に存在する寄生のインダクタンス成分によって、制御回路１３、２３への印加電圧が変動する。
【００５８】
一方、本実施形態のように、ソース端子が、主端子とセンス端子に分かれている場合には、バッテリ３０からの出力電流（電力変換装置１の主電流）は、ソース主端子１１ｓｍ、２１ｓｍに流れ、ソースセンス端子１１ｓｓ、２１ｓｓには流れない。そして、制御回路１３、２３はソースセンス端子１１ｓｓ、２１ｓｓに接続されている。そのため、制御回路１３、２３には、変動が印加されないため、ゲート−ソース電圧の変動を抑制することができる。
【００５９】
なお、基板５０内の配線パターンは、基板５０の表面上に形成されてもよい。
【００６０】
《第３実施形態》
図５は、発明の他の実施形態に係る電力変換装置の平面図である。図６は図５のVI−VI線に沿う断面図であり、図７は図５のVII−VII線に沿う断面図である。本例では上述した第２実施形態に対して、基板５０上の降圧素子１２、２２、制御回路１３、２３の位置、及び、半導体スイッチ１１、２１の各端子の位置が異なる。これ以外の構成は上述した第２実施形態と同じであり、第１実施形態及び第２実施形態の記載を適宜、援用する。
【００６１】
なお、図５において、半導体スイッチ１１、２１は、基板５０の裏側に設けられており、基板５０の表側からは見えないため、点線で示されている。また、配線１４〜１７及び配線２４〜２７は、基板５０内に設けられており、基板５０の表側からは見えないため、点線で示されている。
【００６２】
ハイ側スイッチ回路１０の降圧素子１２は、基板５０の表面上で、制御回路１３の近傍に配置されている。一方、ロー側スイッチ回路２０の降圧素子２２は、基板５０の表面上で、制御回路２３から離れた位置に配置されている。
【００６３】
基板５０の表面上において、降圧素子１２、２２、制御回路１３、２３、及びドレインセンス端子１１ｄｓ、２１ｄｓの距離について説明する。Ｘ軸に沿う方向で、降圧素子１２と制御回路１３との間の距離は、降圧素子２２と制御回路２３との間の距離よりも短い。また、Ｘ軸に沿う方向で、降圧素子１２と制御回路１３との間の距離は、降圧素子１２とドレインセンス端子１１ｄｓとの間の距離よりも短い。
【００６４】
Ｘ軸に沿う方向で、ドレインセンス端子２１ｄｓと降圧素子２２との間の距離は、降圧素子１２とドレインセンス端子１１ｄｓとの間の距離よりも短い。また、Ｘ軸に沿う方向で、ドレインセンス端子２１ｄｓと降圧素子２２との間の距離は、降圧素子２２と制御回路２３との間の距離よりも短い。
【００６５】
半導体スイッチ１１の本体部の対向面（ＹＺ平面）のうち、一方の面には、ゲート端子１１ｇ、ソースセンス端子１１ｓｓ、及びソース主端子１１ｓｍが設けられている。他方の面には、ドレインセンス端子１１ｄｓ及びドレイン主端子１１ｄｍが設けられている。
【００６６】
半導体スイッチ２１の本体部の対向面（ＹＺ平面）のうち、一方の面には、ゲート端子２１ｇ、ソースセンス端子２１ｓｓ、及びソース主端子２１ｓｍが設けられている。他方の面には、ドレインセンス端子２１ｄｓ及びドレイン主端子２１ｄｍが設けられている。
【００６７】
図６及び図７に示すように、ドレインセンス端子１１ｄｓ、２１ｄｓ、ゲート端子１１ｇ、２１ｇ及びソースセンス端子１１ｓｓ、２１ｓｓは、半導体スイッチ１１、２１の本体部の側面からＸ方向に延在しつつ、Ｚ方向に向けて屈曲している。
【００６８】
配線１４〜１７及び配線２４〜２７は、基板５０内の配線パターンで構成されている。基板５０内の配線パターンは、第１実施形態で示した配線長の条件を満たすようなパターンになっている。
【００６９】
また、配線１５とドレインセンス端子１１ｄｓとの接続部分は、第２実施形態に示した、配線１５とドレインセンス端子１１ｄｓとの接続部分と同様に構成されている。また、配線１６とゲート端子１１ｇとの接続部分、配線１７とソースセンス端子１１ｓｓとの接続部分、配線２５とドレインセンス端子２１ｄｓとの接続部分、配線２６とゲート端子２１ｇとの接続部分、及び、配線２７とソースセンス端子２１ｓｓとの接続部分も、配線１５とドレインセンス端子１１ｄｓとの接続部分と同様に構成されている。
【００７０】
本実施形態では、電圧変動の大きい配線１４の配線長は、電圧変動の小さい配線２４の配線長よりも短く、また電圧変動の小さい配線１５の配線長よりも短い。電圧変動の大きい配線２５の配線長は、電圧変動の小さい配線１５の配線長よりも短く、また電圧変動の小さい配線２４の配線長よりも短い。これにより、ハイ側スイッチ回路１０及びロー側スイッチ回路２０における、半導体スイッチ１１、２１のドレインセンス端子１１ｄｓ、２１ｄｓから降圧素子１２、２２を介して、制御回路１３、２３に接続される配線（フィードバック経路の配線）で発生するノイズを低減することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…電力変換装置
１０…ハイ側スイッチ回路
１１…半導体スイッチ
１１ｄ、２１ｄ…ドレイン端子
１１ｄｍ、２１ｄｍ…ドレイン主端子
１１ｄｓ、２１ｄｓ…ドレインセンス端子
１１ｇ、２１ｇ…ゲート端子
１１ｓ、２１ｓ…ソース端子
１１ｓｍ、２１ｓｍ…ソース主端子
１１ｓｓ、２１ｓｓ…ソースセンス端子
１２、２２…降圧素子
１３、２３…制御回路
１４〜１７、２４〜２７…配線
２０…ロー側スイッチ回路
３０…バッテリ
４０…負荷
５０…基板
【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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