(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面及び前記第１表面の反対表面である第２表面を有する基板と、
素子本体及び前記基板を貫通して配置される端子をそれぞれ備える複数の電力変換用スイッチング素子と、
それぞれの前記電力変換用スイッチング素子をそれぞれ駆動する複数の駆動用素子と、
前記基板に形成され、それぞれの前記電力変換用スイッチング素子と前記電力変換用スイッチング素子に対応する前記駆動用素子とを電気的に接続する複数の導体パターンと、
を有する電力変換装置において、
複数の前記導体パターンの少なくとも１つは、前記第１表面に形成され且つ前記第２表面に形成されず、
複数の前記導体パターンの残りは、前記第２表面に形成され且つ前記第１表面に形成されず、
前記第１表面に形成される前記導体パターンの少なくとも一部は、前記第１表面の法線方向において、前記第２表面に形成される他の前記導体パターンと重なるように形成され、
隣接する前記電力変換用スイッチング素子にそれぞれ対応する前記導体パターンのいずれか一方は前記第１表面に配置され、他方は前記第２表面に配置され、
前記複数の電力変換用スイッチング素子は前記第１表面又は前記第２表面の同一面側に配置され、それぞれの前記端子は対応する前記導体パターンと接続することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記導体パターンは、反対面に配置される前記導体パターンの前記電力変換用スイッチング素子の端子から所定の間隔をあけて基板上に形成される請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
高温になる導体パターンの高温側導体パターンと、前記高温側導体パターンより低温の低温側導体パターンと、を有し、
前記高温側導体パターンは前記第１面側又は前記第２面側に配置され、
前記低温側導体パターンは前記高温側導体パターンが配置された面の反対面側に配置される請求項１又は２の何れか１項に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記基板は、前記第１表面と前記第２表面との間に、前記第１表面に形成される前記導体パターンと前記第２表面に形成される前記導体パターンとが絶縁される所定厚みの絶縁層を有する請求項１〜３の何れか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
第１表面及び前記第１表面の反対表面である第２表面を有する基板と、
素子本体及び前記基板を貫通して配置される端子をそれぞれ備える複数の電力変換用スイッチング素子と、
それぞれの前記電力変換用スイッチング素子をそれぞれ駆動する複数の駆動用素子と、
前記基板に形成され、それぞれの前記電力変換用スイッチング素子と前記電力変換用スイッチング素子に対応する前記駆動用素子とを電気的に接続する複数の導体パターンと、
を有する電力変換装置において、
前記基板は、複数の単層基板を積層した多層基板からなり、
前記電力変換装置は、さらに、前記第１表面と前記第２表面との間に形成され、前記第１表面に形成される前記導体パターンに電気的に接続される複数層からなる第１中間パターンと、前記第１中間パターンに形成される第１のテストランドと、を備え、
複数の前記導体パターンの少なくとも１つは、前記第１表面に形成され且つ前記第２表面に形成されず、
複数の前記導体パターンの残りは、前記第２表面に形成され且つ前記第１表面に形成されず、
前記基板は、前記第２表面側から前記第１のテストランドまでの間を貫通し、プローブピンを挿入可能な貫通孔を有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
前記第２表面に形成される前記導体パターンに第２のテストランドが形成される請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記電力変換装置は、前記第１中間パターンと前記第２表面との間に形成され、前記第２表面に形成される前記導体パターンに電気的に接続される複数層からなる第２中間パターンを備え、
前記第２中間パターンのうち前記第１中間パターンに近い層の導体パターンの境界は、前記第２中間パターンのうち前記第１中間パターンから遠い層の導体パターンの境界よりも、前記貫通孔からの距離が長く設定されている請求項５又は６に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関し、特に電力変換装置で用いられる電力変換用スイッチング素子とその素子を駆動する駆動用素子とを電気的に接続する導体パターンの配置に特徴を有する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどのパワーデバイスを用いた装置、例えば電力変換装置において、パワーデバイス（電力変換用スイッチング素子）が適切に電力を制御するためには、パワーデバイスの駆動を制御する駆動回路の設計が重要となる。駆動回路は、パワーデバイスの用途、設置環境、使用条件などを考慮して設計される。駆動回路は、パワーデバイスの端子に接続される駆動用素子及びその駆動用素子とパワーデバイスの端子とを電気的に接続する導体パターンからなる。そして、パワーデバイスの端子が貫通する基板上の決められた範囲内で基板の両面に配置されるのが一般的である。例えば、特許文献１に示される駆動回路は、１つのパワーデバイスに対する駆動回路を１つの基板の両面に配置し、基板と基板とを所定の間隔離して配置される。現在では、複数のパワーデバイスを１つの基板上に集積し、所定の間隔を確保した上で、駆動回路毎の導体パターンを所定の間隔離して配置するのが主流である。
【特許文献１】特開２００６−８１３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記に示されるように、各パワーデバイスの導体パターンは、所定の間隔を確保した上で駆動用素子や導体パターンをレイアウトする必要がある。そのため、基板上に導体パターンを形成する面積を狭くできず、基板を小型化する阻害要因となっている。
【０００４】
その他、駆動用素子の発熱などによる基板の高温化を防ぐため、放熱性の高い駆動用素子を使用するため、コストアップになっている。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、基板を小型化でき、放熱性の高い駆動用素子などを必要としない放熱効率がよい導体パターンからなる電力変換装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための請求項１に係る発明の構成上の特徴は、
第１表面及び前記第１表面の反対表面である第２表面を有する基板と、
素子本体及び前記基板を貫通して配置される端子をそれぞれ備える複数の電力変換用スイッチング素子と、
それぞれの前記電力変換用スイッチング素子をそれぞれ駆動する複数の駆動用素子と、
前記基板に形成され、それぞれの前記電力変換用スイッチング素子と前記電力変換用スイッチング素子に対応する前記駆動用素子とを電気的に接続する複数の導体パターンと、
を有する電力変換装置において、
複数の前記導体パターンの少なくとも１つは、前記第１表面に形成され且つ前記第２表面に形成されず、
複数の前記導体パターンの残りは、前記第２表面に形成され且つ前記第１表面に形成さ
れず、
前記第１表面に形成される前記導体パターンの少なくとも一部は、前記第１表面の法線方向において、前記第２表面に形成される他の前記導体パターンと重なるように形成され、
隣接する前記電力変換用スイッチング素子にそれぞれ対応する前記導体パターンのいずれか一方は前記第１表面に配置され、他方は前記第２表面に配置され、
前記複数の電力変換用スイッチング素子は前記第１表面又は前記第２表面の同一面側に配置され、それぞれの前記端子は対応する前記導体パターンと接続することである。
【０００８】
また請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記導体パターンは、反対面に配置される前記導体パターンの前記電力変換用スイッチング素子の端子から所定の間隔をあけて基板上に実装されることである。
【０００９】
また請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２の何れか１項において、高温になる導体パターンの高温側パターンと、前記高温側導体パターンより低温の低温側パターンと、を有し、前記高温側パターンは前記第１面側又は前記第２面側に配置され、前記低温側パターンは前記高温側パターンが配置された面の反対面側に配置されることである。
【００１０】
また請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜３の何れか１項において、前記基板は、前記第１表面と前記第２表面との間に、前記第１表面に形成される前記導体パターンと前記第２表面に形成される前記導体パターンとが絶縁される所定厚みの絶縁層を有することである。
【００１１】
また請求項５に係る発明の構成上の特徴は、第１表面及び前記第１表面の反対表面である第２表面を有する基板と、
素子本体及び前記基板を貫通して配置される端子をそれぞれ備える複数の電力変換用スイッチング素子と、
それぞれの前記電力変換用スイッチング素子をそれぞれ駆動する複数の駆動用素子と、
前記基板に形成され、それぞれの前記電力変換用スイッチング素子と前記電力変換用スイッチング素子に対応する前記駆動用素子とを電気的に接続する複数の導体パターンと、
を有する電力変換装置において、
前記基板は、複数の単層基板を積層した多層基板からなり、前記電力変換装置は、さらに、前記第１表面と前記第２表面との間に形成され、前記第１表面に形成される前記導体パターンに電気的に接続される複数層からなる第１中間パターンと、前記第１中間パターンに形成される第１のテストランドと、を備え、
複数の前記導体パターンの少なくとも１つは、前記第１表面に形成され且つ前記第２表面に形成されず、
複数の前記導体パターンの残りは、前記第２表面に形成され且つ前記第１表面に形成されず、
前記基板は、前記第２表面側から前記第１のテストランドまでの間を貫通し、プローブピンを挿入可能な貫通孔を有することである。
【００１２】
また請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項５項において、前記第２表面に形成される前記導体パターンに第２のテストランドが形成されることである。
【００１３】
また請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項５又は６において、前記電力変換装置は、前記第１中間パターンと前記第２表面との間に形成され、前記第２表面に形成される前記導体パターンに電気的に接続される複数層からなる第２中間パターンを備え、前記第２中間パターンのうち前記第１中間パターンに近い層の導体パターンの境界は、前記第２中間パターンのうち前記第１中間パターンから遠い層の導体パターンの境界よりも、前記貫通孔からの距離が長く設定されていることである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明においては、１つの電力変換用スイッチング素子のための導体パターンを第１表面又は第２表面に形成し、導体パターン同士の絶縁に基板を利用する。このようにすることで、絶縁ギャップを減少させることができるため、基板の小型化が可能となる。また、１つの導体パターンの同一表面における実装面積を拡大することができるため、放熱性が向上する。また、導体パターンの一部分が高熱になる場合などでは、第１表面から第２表面へと熱が伝達して放熱されるより、同一表面上に形成される導体パターンの熱伝達率が高いため、放熱性の高い駆動用素子などを必要とせずに効率良く放熱できる。
【００１５】
また、１つの電力変換用スイッチング素子のための導体パターンを第１表面又は第２表面に形成し基板を絶縁に利用する。そのため、第１表面の法線方向で導体パターンの少なくとも一部を重なるように形成させたとしても、第１表面側に配置される導体パターンと第２表面側に配置される導体パターンとは確実に基板で絶縁される。よって、導体パターンが重なり合う分、基板を縮小化できる。
【００１６】
請求項２に係る発明においては、ある導体パターンにおいて、その導体パターンの反対面に配置される別の導体パターンの電力変換用スイッチング素子の端子から所定の間隔をあけて基板上に導体パターンが形成されるため、絶縁ギャップを確保した上で基板を縮小することができる。
【００１７】
請求項３に係る発明においては、高温側パターンが配置される表面から低温側パターンが配置される表面へと熱伝達を利用して熱を放熱させることができるため、放熱性が向上する。そして、高温側パターンから低温側パターンへの熱の伝達により熱が均一化され、また放熱も均一化されるため、熱による回路特性のバラつきを改善することができる。
【００１８】
請求項４に係る発明においては、第１表面と第２表面との間に、所定厚みの絶縁層を有するため、第１表面と第２表面とに形成される導体パターンが確実に絶縁することができる。
【００１９】
請求項５に係る発明においては、基板が多層構造である場合、第１表面に形成される導体パターンに電気的に接続される第１中間パターンに第１のテストランドが形成され、基板にはこのテストランドまでプローブピンを挿入させることができる貫通孔が第２表面側から形成される。このようにすることで、第２表面側に導体パターンが形成されていない導体パターンであっても第２表面側からプローブピンを挿入することができる。
【００２０】
請求項６に係る発明においては、基板は第１表面に形成される導体パターンの第１のテストランドに第２表面側からプローブピンを挿入することができる貫通孔を有しており、第２表面に形成される導体パターンについては第２のテストランドが形成されるため、全てのテストランドを第２表面、つまり同一面側からプローブピンをあてることができる。
【００２１】
請求項７に係る発明のおいては、第１中間パターンと第２表面との間に形成される第２中間パターンのうち第１中間パターンに近い層の導体パターンの境界が、第２中間パターンのうち第１中間パターンに遠い層の導体パターンの境界よりも、貫通孔からの距離が長くなるように設定されることで、第１表面側の導体パターンと第２表面側の導体パターンとの絶縁ギャップを確保しつつ、導体パターンの面積を増加させることができるため、放熱性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、実施形態を用いて本発明を具体的に説明する。
【００２３】
（実施形態１）
本実施形態１の電力変換装置１の回路図を図１に示す。本実施形態１の電力変換装置１は、バッテリー１１、昇降圧コンバータ１２、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、ＭＧ１用インバータ１３、ＭＧ２用インバータ１４及びサージ電圧吸収用コンデンサ１７を備える。
【００２４】
バッテリー１１は、昇降圧コンバータ１２に接続されており、昇降圧コンバータ１２に直流電力を供給し、また昇降圧コンバータ１２から回生される直流電力を蓄電する。
【００２５】
昇降圧コンバータ１２は、バッテリー１１から供給された直流電力を昇圧して後述するインバータ１３及び１４に出力し、またインバータ１３及び１４から出力された直流電力を降圧してバッテリー１１に出力する。昇降圧コンバータ１２は、コンデンサ１２３、リアクトル１２４、高圧側の半導体素子である上アーム用スイッチング素子（電力変換用スイッチング素子）１２１及び高圧ＧＮＤ側の半導体素子である下アーム用スイッチング素子（電力変換用スイッチング素子）１２２、ダイオードＤ１、Ｄ２を含む。バッテリー１１の正極側にコンデンサ１２３及びリアクトル１２４の一端が接続され、負極側にコンデンサ１２３の他端と下アーム用スイッチング素子１２２のエミッタ端子が接続されている。上アーム用スイッチング素子１２１と下アーム用スイッチング素子１２２とは直列に接続されており、リアクトル１２４の他端は、その間、つまり上アーム用スイッチング素子１２１のエミッタ端子及び下アーム用スイッチング素子１２２のコレクタ端子に接続されている。上アーム用スイッチング素子のコレクタ端子は、後述するＭＧ１用インバータ１３及びＭＧ２用インバータ１４の一端側に接続されている。下アーム用スイッチング素子１２２のエミッタ端子は、ＭＧ１用インバータ１３及びＭＧ２用インバータ１４の他端側に接続されている。スイッチング素子１２１、１２２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ１、Ｄ２が配置されている。そして、スイッチング素子１２１、１２２のゲート端子には、スイッチング素子の駆動を制御するための駆動回路２０１、２０２がそれぞれ接続される。
【００２６】
モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、それぞれＭＧ１用インバータ１３、ＭＧ２用インバータ１４に接続されており、バッテリー１１から供給される電力により駆動する。そして、発電機として働く場合は、交流電力をそれぞれに接続されるインバータ１３及び１４に出力する。
【００２７】
ＭＧ１用インバータ１３及びＭＧ２用インバータ１４は、並列に接続されており、昇降圧コンバータ１２によって昇圧された直流電力を三相交流に変換して、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に出力する。そして、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２が発電機として働く場合は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２から出力される交流電力を直流に変換して昇降圧コンバータ１２に出力する。
【００２８】
ＭＧ１用インバータ１３は、Ｕ相１３１とＶ相１３２とＷ相１３３とからなり、Ｕ相１３１、Ｖ相１３２及びＷ相１３３は、昇降圧コンバータ１２に並列に接続されている。Ｕ相１３１は、高圧側の半導体素子の上アーム用スイッチング素子１３４と高圧ＧＮＤ側の半導体素子の下アーム用スイッチング素子１３５とが直列に接続されている。同様に、Ｖ相は上アーム用スイッチング素子１３６と下アーム用スイッチング素子１３７、Ｗ相は上アーム用スイッチング素子１３８と下アーム用スイッチング素子１３９が直列に接続されている。そして、各スイッチング素子１３４〜１３９のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜８がそれぞれ接続されている。各スイッチング素子１３４〜１３９のゲート端子には、スイッチング素子の駆動を制御するための駆動回路２０３〜２０８が接続される。各相の中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイル（図示略）の各相端に接続されている。
【００２９】
ＭＧ２用インバータ１４は、Ｕ相１４１とＶ相１４２とＷ相１４３とからなり、Ｕ相１４１、Ｖ相１４２及びＷ相１４３は、昇降圧コンバータ１２及びＭＧ１用インバータ１４に並列に接続されている。Ｕ相１４１は、高圧側の半導体素子の上アーム用スイッチング素子１４４と高圧ＧＮＤ側の半導体素子の下アーム用スイッチング素子１４５とが直列に接続されている。同様に、Ｖ相は上アーム用スイッチング素子１４６と下アーム用スイッチング素子１４７、Ｗ相は上アーム用スイッチング素子１４８と下アーム用スイッチング素子１４９が直列に接続されている。そして、各スイッチング素子１４４〜１４９のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ９〜１４がそれぞれ接続されている。各スイッチング素子１４４〜１４９のゲート端子には、スイッチング素子の駆動を制御する駆動回路２０９〜２１４が接続されている。各相の中間点は、モータジェネレータＭＧ２の各相コイル（図示略）の各相端に接続されている。ここで、昇降圧コンバータ１２及びインバータ１３、１４にそれぞれ含まれるスイッチング素子は、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等のパワーデバイスを用いる。
【００３０】
本発明の電力変換装置１は、バッテリー１１の直流電力を昇降圧コンバータ１２で昇圧してインバータ１３及び１４で三相交流に変換し、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２が発電機として働く場合は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２から出力される交流電力がインバータ１３及び１４で直流電力に変換され、昇降圧コンバータ１２で降圧し、バッテリー１１に回生される。
【００３１】
各スイッチング素子１２１、１２２、１３４〜１３９、１４４〜１４９（以下、説明のため、１つのスイッチング素子を用いて説明するときは「スイッチング素子３」とする。）は、図２に示されるように、端子３１を備えており、その端子３１が第１表面４１と第２表面４２とを有する基板４を貫通し、基板４に保持される。また基板４には、スイッチング素子３をそれぞれ駆動する駆動回路２０１〜２１４（以下、１つの駆動回路を用いて説明するときは「駆動回路２」とする。）が配置され、伝導性物質の導体パターン５によってスイッチング素子３の端子３１と電気的に接続される。つまり、導体パターン５は、端子３１と駆動回路２とを電気的に接続する配線である。基板４には、第２表面４２から第１表面４１に端子３１が貫通するランド４３が形成されている。端子３１がランド４３に貫通し、全てのスイッチング素子３の本体３２は基板４の第２表面４２側に位置する。なお、スイッチング素子３の本体３２には、図３に示されるように、スイッチング素子３以外にスイッチング素子３の温度を検出するためのダイオード６が一体的に含まれていることとし、以後、ダイオード６の端子もスイッチング素子３の端子３１として説明する。
【００３２】
スイッチング素子３の端子３１と接続される駆動回路２は、様々な駆動用素子を含む。スイッチング素子３の複数の端子３１のうちゲート端子はゲート駆動ＩＣ２１に、センスエミッタ端子は短絡保護及び過電流保護装置２２に、エミッタ端子は基準電位、ダイオード６のアノード端子は温度検出装置２３に、カソード端子は基準電位に接続される。これらの接続が導体パターン５によってなされる。ゲート駆動ＩＣ２１はスイッチング素子３の動作を制御するためのゲート電圧を印加する。短絡保護及び過電流保護装置２２は、スイッチング素子３の許容量を超える電流が流れたりすることにより、スイッチング素子３が異常動作したり破壊されたりする前に、異常を検出する装置である。そして、温度検出装置２３は、ダイオード６の出力値を基に温度を検出する装置である。また、駆動回路２は、ＭＧ１及びＭＧ２を制御するための中央制御装置（ＭＧＥＣＵ）から出力される信号を受け取ったり、信号を出力したりする。
【００３３】
図２に戻って、例えば、図２中の３つあるスイッチング素子３を左からスイッチング素子１３４、１３５、１３６とする。スイッチング素子１３４のための駆動回路２及び導体パターン５は第１表面４１に、スイッチング素子１３５のための駆動回路２及び導体パターン５は第２表面４２に、スイッチング素子１３６のための駆動回路２及び導体パターン５は第１表面４２に配置される。よって、基板４を第１表面４１側からみた場合、スイッチング素子１３４と１３６の導体パターン５が見えることになる。
【００３４】
基板４は第１表面４１側の導体パターン５と第２表面側の導体パターン５とが絶縁できるだけの厚みが十分ある。スイッチング素子３及び導体パターン５はスイッチング素子３毎に絶縁ギャップｄの所定の間隔をあけて基板４上に配置される。よって、同一表面上に配置されるスイッチング素子１３４と１３６の導体パターン５は絶縁ギャップｄ隔てて配置され、導体パターン５が裏面の第２表面４２に配置されるスイッチング素子１３５の導体パターン５も同一表面に配置される導体パターン５と絶縁ギャップｄを隔てて配置される。そして、導体パターン５が第２表面４２に配置されるがスイッチング素子１３５の端子３１は第１表面４１側に貫通している。そのため、第１表面４１に配置され、スイッチング素子１３５の左右に位置するスイッチング素子１３４及びスイッチング素子１３６の導体パターン５は、スイッチング素子１３５の端子３１から絶縁ギャップｄを隔てて配置される。そして、第１表面４１側に配置される導体パターン５と第２表面４２側に配置される導体パターン５とは、第１表面４１又は第２表面４２の法線方向で導体パターン５の一部が重なる。各スイッチング素子３の導体パターン５は、端子３１を中心とした逆Ｔ字状で、スイッチング素子１３５の場合、導体パターン５の両端がスイッチング素子１３４及び１３５の導体パターン５と重なっている。駆動回路２は、１つのスイッチング素子３のための導体パターン５上で端子３１の直線上に配置されている。この駆動回路２は導体パターン５上のどこに配置されてもよい。
【００３５】
従来の例として、図４の（ｂ）に示されるように、１つのスイッチング素子３について基板４の両面４１、４２に導体パターン５が形成される場合は、絶縁ギャップｄを確保しなければならないため、他のスイッチング素子３の導体パターン５を重ねることはできない。そして、本実施形態１の電力変換装置１では、図４（ａ）に示されるように、１つのスイッチング素子３について基板４の片面に導体パターン５を形成し、基板４を絶縁に利用するため、導体パターン５を重ねることができる。これにより、導体パターン５の実装面積が拡大する上、基板４が小型化できる。そして、導体パターン５の面積が増加することで、導体パターン５や駆動回路２などが高発熱しても広い面積で熱を放出できるため放熱効率がアップする。また、従来の配置でいくと第１表面４１側だけ高熱になった場合、熱は基板４を伝って第２表面４２側に伝達する。しかし、本実施形態１のように片面に導体パターン５を形成すると、熱は基板４を伝達するより、導体パターン５の全体に伝達する方が早いため、放熱効率が高い。
【００３６】
（実施形態２）
本発明の実施形態２について具体的に説明する。本実施形態２は実施形態１と基本的には同様の構成及び同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心に説明する。
【００３７】
本実施形態２の電力変換装置１は、図５に示されるように、第１表面４１に形成される導体パターン５が高温になる高温側パターン５１で、第２表面４２に形成される導体パターン５が高温になりにくい低温側パターン５２とする。このようにすることで、高熱になる第１表面４１側から比較的高温になりにくい第２表面４２側へと熱伝達を利用して熱を放熱させることができるため、放熱性が向上する。そして、熱を伝達して放熱を均一化させることで、熱による回路特性のバラつきを改善することができる。
【００３８】
（実施形態３）
本発明の実施形態３について具体的に説明する。本実施形態３は実施形態１又は実施形態２と基本的には同様の構成及び同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心に説明する。
【００３９】
本実施形態３の電力変換装置１は、図６に示されるように、基板４が複数の単相基板を積層した多層基板からなる。そのため、本実施形態３に係る電力変換装置１は、第１表面４１と第２表面４２との間に形成され第１表面４１の導体パターン５に電気的に接続される第１中間パターン５３と、第１中間パターン５３と第２表面４２との間に形成され第２表面４２の導体パターン５に電気的に接続される第２中間パターン５４とを有する。そして、電力変換装置１は、さらに、第１中間パターン５３に形成される第１のテストランド７１と、第２表面４２に形成される導体パターン５に第２のテストランド７２とを有する。そして、基板４は、第２表面４２側から第１のテストランド７１までの間を貫通し、プローブピン８を挿入可能な貫通孔４４を有する。第１のテストランド７１及び貫通孔４４は、第１表面４１に導体パターン５が形成されているスイッチング素子３の端子３１の延長方向で、第２表面４２の導体パターン５及び第２中間パターン５４同士の間に位置する絶縁ギャップｄを設けられている場所に形成されている。この場所は、第２表面４２の導体パターン５及び第２中間パターン５４に設けることもできるが、その場合、第１のテストランド７１が設けられている第１中間パターン５３から第２表面４２の導体パターン５及び第２中間パターン５４の境界が絶縁ギャップｄ離れることができるだけの間隔をあけることを要する。
【００４０】
第１表面４１側に導体パターン５がある場合に第２表面４２側に第１のテストランド７１を設け、そこまでの貫通孔４４を基板４に設けることで、第１表面４１側に導体パターン５が形成されている導体パターン５に対しても第２表面４２側からプローブピン８を挿入できる。そして、第２表面４２側に導体パターン５が形成される導体パターン５も第２表面４２側からプローブピン８を挿入できる。つまり、第２表面４２側だけからプローブピン８を挿入して、基板４の検査等を行うことができる。
【００４１】
（実施形態４）
本発明の実施形態４について具体的に説明する。本実施形態４は実施形態３と基本的には同様の構成及び同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心に説明する。
【００４２】
本実施形態４の電力変換装置１は、図７に示されるように、第２中間パターン５４のうち第１中間パターン５３に近い層のパターン５４１の境界が、第２中間パターン５４のうち第１中間パターン５３から遠い層のパターン５４２の境界よりも、貫通孔４４からの距離が長い。つまり、第２表面４１の導体パターン５から第１中間パターン５３に向かって導体パターンの境界が階段状に形成されている。
【００４３】
このようにすることで、第１のテストランド７１が形成され第２表面４２側に開口している第１中間パターン５３が、第２表面４２側の導体パターン５及び第２中間パターン５４との間に絶縁ギャップｄを確保しつつ、導体パターンの面積が増加する。
【００４４】
（変形例）
本発明の変形例について具体的に説明する。本変形例は実施形態１、２、３又は４と基本的には同様の構成及び同様の作用効果を有する。以下、異なる部分を中心に説明する。
【００４５】
本変形例の電力変換装置１は、図８に示されるように、基板４に形成される導体パターン５の形状が実施形態１に示した形状と異なる。本変形例に係る導体パターン５は、１つのスイッチング素子３の導体パターン５が逆面に位置するスイッチング素子３の導体パターン５の１つのみ第１表面４１又は第２表面４２の法線方向で重なり、他のスイッチング素子３の導体パターン５とは重ならない。例えば、スイッチング素子１３４及びスイング素子１３５の導体パターン５が、第１表面４１又は第２表面４２の法線方向で重なり、スイッチング素子１３６及び１３７の導体パターン５が重なり、スイッチング素子１３８及び１３９の導体パターン５が重なる。つまり、スイッチング素子１３６の導体パターン５は、スイッチング素子１３５やスイッチング素子１３９の導体パターン５と重ならない。スイッチング素子１３６の導体パターン５はＬ字状で、スイッチング素子１３７の導体パターン５は逆Ｌ字状で、２つの重なる導体パターン５は片方の面からみた場合、外形が四角形となる。スイッチング素子１３６の導体パターン５はスイッチング素子１３７の端子３１から絶縁ギャップｄ離れており、第１表面４１方向で左隣のスイッチング素子１３４の導体パターン５から絶縁ギャップｄ離れており、右隣のスイッチング素子１３８の導体パターン５から絶縁ギャップｄ離れている。スイッチング素子１３７の導体パターン５は、スイッチング素子１３６の端子３１から絶縁ギャップｄ離れており、左隣のスイッチング素子１３５の導体パターン５から絶縁ギャップｄ離れており、右隣のスイッチング素子１３９の導体パターン５から絶縁ギャップｄ離れている。
【００４６】
このようにすることで、（スイッチング素子３の数−１）だけの絶縁ギャップｄが必要な従来に比べて、導体パターン５が重ならない同士の絶縁ギャップｄは（スイッチング素子３の数÷２−１）だけ確保すればよいこととなり、基板４を小型化できる。また、絶縁ギャップｄが重なる導体パターン５同士も逆面の導体パターン５のスイッチング素子３の端子３１から絶縁ギャップｄを確保するだけでよいため、絶縁ギャップｄを確保しつつ、導体パターン５の面積を拡大することができる。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、導体パターン５の形状はＴ字状、Ｌ字状に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態１の電力変換装置１の回路図である。
【図２】本実施形態１の電力変換装置１に用いられる基板４の上面図及び側面図である。
【図３】本実施形態１の電力変換装置１に用いられる１つのスイッチング素子３とその駆動回路２の構成図である。
【図４】（ａ）本実施形態１の電力変換装置１に用いられる基板４の上面図及び側面図、（ｂ）従来の基板４の上面図及び側面図である。
【図５】本実施形態２の電力変換装置１に用いられる基板４の上面図及び側面図である。
【図６】本実施形態３の電力変換装置１に用いられる基板４の上面図及び側面図である。
【図７】本実施形態４の電力変換装置１に用いられる基板４の上面図及び側面図である。
【図８】本変形例の電力変換装置１に用いられる基板４の上面図及び側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１：電力変換装置、１１：バッテリー、１２：昇降圧コンバータ、
１３：ＭＧ１用インバータ、１４：ＭＧ２用インバータ、
１７：サージ電圧吸収用コンデンサ、
１２１，１２２，１３４〜１３９，１４４〜１４９：スイッチング素子、
１２３：コンデンサ、１２４：リアクトル、
２：駆動回路、２１：ゲート駆動ＩＣ、２２：短絡保護及び過電流保護装置、２３：温度検出装置、２０１〜２１４：駆動回路、
３、１２１、１２２、１３４〜１３９、１４４〜１４９：スイッチング素子、３１：端子、３２：本体、
４：基板、４１：第１表面、４２：第２表面、４３：ランド、４４：貫通孔、
５：導体パターン、５１：高温側パターン、５２：低温側パターン、５３：第１中間パターン、５４：第２中間パターン、
６：ダイオード、
７１：第１のテストランド、７２：第２のテストランド、
８：プローブピン、
Ｄ１〜Ｄ１４：ダイオード、ＭＧ１，ＭＧ２：モータジェネレータ。
【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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