半导体模块和半导体设备的制作方法

本发明大体涉及运作来执行电力转换的半导体模块以及配备有此类半导体模块的半导体设备。

背景技术：

日本专利首次出版jp2012-249371教导了控制器集成旋转电机，其由旋转电机和控制该旋转电机的操作的控制器的组合所组成。控制器配备有多个电力模块(即，半导体模块)和汇流条。电力模块围绕旋转电机的旋转轴布置。

当需要从控制器的电力转换器电路向旋转电机输送电力或从旋转电机向电力转换器电路输送电力时，电流将流过正和负汇流条。这样的电流流动通常导致正和负汇流条自感而产生辐射噪声，由此使控制器的emc(电磁兼容性)下降。正和负汇流条的自感也可能导致控制器中安装的开关设备处浪涌电压增加。

从正汇流条流向旋转电机的电流的量通常与从旋转电机流向负汇流条的电流量相同。emc下降或浪涌电压增加因此可能由于正和负汇流条之间的磁耦合而减小。

假设其中针对电力转换器电路的多个相(即，脚)安装有多个开关设备的单个半导体模块用于向两组或更多组定子绕组(其在下文也称为定子绕组组)输送电力并且单个正导体用于与属于不同脚的上开关设备的高压端子连接并且单个负导体也用于与属于不同脚的下开关设备的低压端子连接，则针对多个定子绕组组在正和负汇流条中形成单流电流。

如果在正与负端子之间存在延伸通过正和负汇流条通向电力供应和半导体模块的多个路径，则将引起对流过正汇流条的电流的量与流过负汇流条的电流量不同这一方面的关注。

技术实现要素：

因此，本发明的目标是提供半导体模块和半导体设备，它们设计成消除由正汇流条与负汇流条之间的电流量差异产生的不利影响。

根据本发明的一个方面，提供有半导体模块(110b)，其包括：(a)多个串联连接的单元，这些单元包括上臂开关设备(sp1，sp2)和下臂开关设备(sn1，sn2)，串联连接的单元中的每个针对电力转换器电路的相位中的一个而提供；(b)上臂开关设备的高压端子所接合的多个正导体(121a，121d)；以及(c)下臂开关设备的低压端子所接合的多个负导体(121c，121f)。正导体彼此分离。负导体彼此分离。

简而言之，半导体模块具有正导体，属于电力转换器电路的不同脚的上臂开关设备的高压端子接合到这些正导体并且这些正导体彼此分离。另外，半导体模块还具有负导体，属于不同脚的下臂开关设备的低压端子接合到这些负导体并且这些负导体彼此分离。

因此，当脚向例如相应定子绕组组供应电力时，在正汇流条和负汇流条中形成到定子绕组组的独流电流。这即使在存在延伸通过正汇流条和负汇流条(它们使正端子和负端子与半导体模块连接)的多个路径的情况下也使由正汇流条和负汇流条中的电流量之间的差异所产生的不利影响最小化。

根据本发明的另一个方面，提供有半导体设备(11)，其包括：(a)多个半导体模块(110b)，这些半导体模块中的每个包括配备有上臂开关设备(sp1，sp2)和下臂开关设备(sn1，sn2)的串联连接的单元、上臂开关设备的高压端子所接合的正导体(121a，121d)以及下臂开关设备的低压端子所接合的负导体(121c，121f)，串联连接的单元每个针对电力转换器电路的相位中的一个提供，半导体模块包括一个第一模块(110b-2)，在该第一模块中设置串联连接的单元、正导体和负导体，正导体彼此分离，负导体彼此分离；(b)连接到外部设备的正端子(113k)和负端子(113l)；(c)将第一模块的正导体、其他半导体模块的正导体和所述正端子连接在一起的正汇流条(113b)；以及(d)将第一模块的负导体、其他半导体模块的负导体和所述负端子连接在一起的负汇流条(113c)。

简而言之，半导体模块具有正导体，属于电力转换器电路的不同脚的上臂开关设备的高压端子接合到这些正导体并且这些正导体彼此分离。另外，半导体模块还具有负导体，属于不同脚的下臂开关设备的低压端子接合到这些负导体并且这些负导体彼此分离。

因此，当脚向例如相应定子绕组组供应电力时，在正汇流条和负汇流条中形成到定子绕组组的离散流电流。这即使在存在延伸通过正汇流条和负汇流条(它们使正端子和负端子与半导体模块连接)的多个路径的情况下也使由正汇流条和负汇流条中的电流量之间的差异所产生的不利影响最小化。

在本发明的第三方面中，半导体模块可采用圆形形式布置。第一模块是位于距离正端子和负端子最远的半导体模块中的一个。

具体地，是采用圆形形式布置的半导体模块中的一个的第一模块距离正端子和负端子最远放置。例如，正汇流条由第一和第二正汇流条构成。负汇流条由第一和第二负汇流条构成。第一正汇流条和第一负汇流条在设置有半导体模块的左半个圆上布置。第一正汇流条和第一负汇流条的第一端接合到正和负端子。第一正汇流条和第一负汇流条的第二端接合到第一模块。第二正汇流条和第二负汇流条在设置有半导体模块的右半个圆上布置。第二正汇流条和第二负汇流条的第一端接合到正和负端子。第二正汇流条和第二负汇流条的第二端接合到第一模块。通过第一正汇流条和第一负汇流条向第一电气负载输送电力。还通过第二正汇流条和第二负汇流条向第二电气负载输送电力。

在上文的结构中，流过第一正汇流条的电流的量将与流过第一负汇流条的电流的量相同。相似地，流过第二正汇流条的电流的量将与流过第二负汇流条的电流的量相同。这消除由正汇流条和负汇流条中的电流量之间的差异所产生的不利影响。

在本发明的第四方面中，半导体模块除第一模块(110b-2)外还可包括第二模块(110b-1)和第三模块(110b-3)。正汇流条(113b)可包括第一正汇流条(113w)和第二正汇流条(113x)。该第一正汇流条(113w)将第一正导体(121d)(其是第一模块的正导体中的一个)、第二模块(110b-1)的正导体和正端子连接在一起。第二正汇流条(113x)将第二正导体(121a)(其是第一模块的正导体中的一个)、第三模块的正导体和正端子连接在一起。负汇流条(113c)可包括第一负汇流条(113y)和第二负汇流条(113z)。第一负汇流条(113y)将第一负导体(121f)(其是第一模块的负导体中的一个)、第二模块的负导体和负端子连接在一起。第二负汇流条(113z)将第二负导体(121c)(其是第一模块的负导体中的一个)、第三模块的负导体和负端子连接在一起。

在上文的结构中，电流通过第一正汇流条和第一负汇流条流向第一正导体、第一负导体和第二模块。另外，电流通过第二正汇流条和第二负汇流条流向第二正导体、第二负导体和第三模块。

例如，通过第一正汇流条和第一负汇流条以及第二模块向第一电气负载输送电力。还通过第二正汇流条、第二负汇流条和第三模块向第二电气负载输送电力。在该情况下，流过第一正汇流条的电流的量将与流过第一负汇流条的电流的量相同。相似地，流过第二正汇流条的电流的量将与流过第二负汇流条的电流的量相同。

在本发明的第五方面中，第四方面的电力转换器电路可设计成向配备有至少第一定子绕组组(10a)和第二定子绕组组(10b)的旋转电机输送电力。在第一模块中，通向第一正导体的上臂开关设备和通向第一负导体的下臂开关设备连接到第一定子绕组组(10a)的定子绕组。另外，在第一模块中，通向第二正导体的上臂开关设备和通向第二负导体的下臂开关设备连接到第二定子绕组组(10b)的定子绕组。

在上文的结构中，通过第一模块的第一正导体和第一负导体向第一定子绕组组输送电流。另外，通过第一模块的第二正导体和第二负导体向第二定子绕组组输送电流。

例如，提供第一正汇流条，电流通过该第一正汇流条流过正端子、第一正导体和第二模块。提供第一负汇流条，电流通过该第一负汇流条流过负端子、第一负导体和第二模块。相似地，提供第二正汇流条，电流通过该第二正汇流条流过正端子、第二正导体和第三模块。提供第二负汇流条，电流通过该第二负汇流条流过负端子、第二负导体和第三模块。第二模块设计成向第一定子绕组组输送电力。第三模块设计成向第二定子绕组组输送电力。在该结构中，流过第一正汇流条的电流的量将与流过第一负汇流条的电流的量相同。相似地，流过第二正汇流条的电流的量将与流过第二负汇流条的电流的量相同。

在本发明的第六方面中，第五方面的第二模块的上臂开关设备和下臂开关设备可连接到第一定子绕组组的定子绕组。第五方面的第三模块的上臂开关设备和下臂开关设备可连接到第二定子绕组组的定子绕组。

在上文的结构中，通过第一正汇流条和第一负汇流条向第一定子绕组组输送电流。另外，通过第二正汇流条和第二负汇流条向第二定子绕组组输送电流。流过第一正汇流条的电流的幅度因此将与流过第一负汇流条的电流的幅度相同。相似地，流过第二正汇流条的电流的幅度将与流过第二负汇流条的电流的幅度相同。这消除由正汇流条和负汇流条中的电流量之间的差异所产生的不利影响。

更具体地，在正汇流条由至少两个导体(例如，第一正汇流条和第二正汇流条)构成并且负汇流条由至少两个导体(例如，第一负汇流条和第二负汇流条)构成的情况下，流过第一正汇流条的电流的量将与流过第一负汇流条的电流的量相同。相似地，流过第二正汇流条的电流的量将与流过第二负汇流条的电流的量相同。这促使在第一正汇流条中和第一负汇流条中形成的自感互相抵消并且还促使在第二正汇流条中和第二负汇流条中形成的自感互相抵消。这使正汇流条和负汇流条处的emc退化和浪涌电压最小化，从而使正汇流条和负汇流条的尺寸能够减少。

在本发明的第七方面中，第六方面的半导体模块可采用圆形形式布置。第一模块是半导体模块中位于距离正端子和负端子最远的一个模块。也就是说，第一模块最远距离正和负端子布置。该布局使第一正汇流条和第二正汇流条能够具有大致相同的长度并且还使第一负汇流条和第二负汇流条能够具有大致相同长度，从而将导致向第一定子绕组组输送电流所通过的路径的电阻和阻抗与向第二定子绕组组输送电流所通过的路径的电阻和阻抗相同，由此使控制任务通用化到第一定子绕组组和第二定子绕组组更加容易。

在本发明的第八方面中，第二至第七方面中的任一个的正汇流条和负汇流条可距离彼此以指定的恒定间隔布置并且沿彼此延伸。这导致在正汇流条与负汇流条之间出现磁耦合，从而促使正汇流条和负汇流条的自感被其互感所抵消。

在本发明的第九方面中，第二至第八方面中的任一个的电力转换器电路可设计成向旋转电机输送电力并且与旋转电机一体化地安装。

典型的旋转电机的形状是圆柱形。电力转换器电路因此通常设计成圆柱形形状。在该情况下，半导体模块的圆形布置使电力转换器电路的尺寸能够减少，从而导致汇流条自感减少。

在本发明的第十方面中，除第二至第九方面的第一模块以外的半导体模块可设计成具有与第一模块的结构相同的结构，由此能够以减少的成本生产半导体设备。

在本发明的第十一方面中，除第二至第九方面(尤其是第五至第七方面)中的半导体模块可具有彼此一体化形成的正导体和/或彼此一体化形成的负导体。

在本发明的第十二方面中，第二至第十一方面的半导体模块中的每一个可具有安装在其中的温度传感器，该温度传感器运作来测量第一模块的温度。具体地，除开关设备外，第一模块还可具有安装在其中的温度传感器。

在本发明的第十三方面中，第二至第十二方面的半导体模块中的每一个可具有安装在其中的电流传感器，该电流传感器运作来测量流过上臂开关设备和下臂开关设备的电流。具体地，除开关设备外，第一模块还可具有安装在其中的电流传感器。

在本发明的第十四方面中，除开关设备外，半导体模块中的每一个还可具有安装在其中的集成电路(126)。

在本发明的第十五方面中，第十四方面的集成电路(126)可设计成与外部设备通信以在该集成电路自身与外部设备之间传送关于到所述电力转换器电路的输入电压和来自所述电力转换器电路的输出电压中的至少一个的信息。

附图说明

将从下文给出的详细描述和从本发明的优选实施例的附图更充分理解本发明，然而，这些附图不应被认为使本发明局限于特定实施例，而仅仅是为了解释和理解目的。

在图中：

图1是示出了根据实施例的控制器集成旋转电机的轴端的平面图；

图2是如沿图1中的线ii-ii截取的部分垂直截面图，其示出了控制器集成旋转电机的内部结构；

图3是示出了根据实施例其中安装电力模块的控制器集成旋转电机的套管的平面图；

图4是如沿图3中的线vii-vii截取的套管的垂直截面图；

图5是示出了其中设置电路板的控制器集成旋转电机的套管的轴端的平面图；

图6是如沿图5中的线ix-ix截取的套管的垂直截面图；

图7是根据实施例其中设置树脂构件的控制器集成旋转电机的套管的垂直截面图；

图8是示出了根据实施例安装在控制器集成旋转电机中的控制器的电路图；

图9是示出了根据实施例的电力模块的内部结构的垂直截面图；

图10是示出了根据实施例的控制器集成旋转电机的套管的轴端的平面图；

图11是如沿图10中的线iv-iv截取的套管的垂直截面图；

图12是示出了根据实施例的控制器集成旋转电机的套管的轴端的平面图；

图13是示出了根据实施例安装在控制器集成旋转电机的电路板上的场电路ic和场电路ic散热片周围的区域的部分截面图；

图14是示出了根据实施例安装在控制器集成旋转电机的电路板上的微型计算机和微型计算机散热片周围的区域的部分截面图；

图15是示出了根据实施例安装在控制器集成旋转电机中的正汇流条和电力模块的平面图；

图16是示出了根据实施例安装在控制器集成旋转电机中的负汇流条和电力模块的平面图；

图17是显示根据实施例安装在旋转电机中的正汇流条和负汇流条中的电流的流动的图；

图18是示出了根据实施例安装在控制器集成旋转电机中的电力模块的内部结构的修改形式的垂直截面图；

图19是示出了控制器集成旋转电机的修改形式的部分垂直截面图。

具体实施方式

参考图，特别是图1至14，示出根据实施例的控制器集成旋转电机1。如本文所指的，该旋转电机1安装在诸如汽车的车辆上。

在图1和2中示出的控制器集成旋转电机是这样的设备：该设备供应有来自电源2(诸如安装在车辆中的蓄电池)的电力来产生驱动力以使车辆移动并且由发动机(诸如安装在车辆中的内燃机)向该设备供应驱动力或转矩来对电源2充电。控制器集成旋转电机1配备有旋转电机10和控制设备11。

旋转电机10作为供应有电力来产生驱动力以使车辆移动的驱动力发生器而运作并且还作为由发动机供应有驱动力来对电源2充电的发电机而运作。旋转电机10是三相ac电机发电机并且配备有两个定子绕组组(即，电枢绕组组)：第一定子绕组组10a和第二定子绕组组10b，它们构成定子绕组101b。旋转电机10包括外壳100、定子101、转子102、滑环103、电刷104和作为旋转角检测器运作的角位置测量磁体105。

外壳100充当保持器，该保持器将定子101和转子102保持在其中并且支持转子102可旋转。外壳100具有固定到它的控制器11。外壳100具有弧板型配合部分100a，该弧板型配合部分充当附件以在外壳100中进行控制器11的机械配合。

定子101构成磁路的一部分并且供应有电力来产生磁通量。具体地，定子101作为供应有交流电来产生磁通量的磁通量发生器而运作。定子101配备有定子芯101a和定子绕组101b。

转子102构成磁路的一部分并且供应有电力来产生磁通量。转子102包括旋转轴102a、转子芯102b和转子绕组102c。

滑环103和电刷104运作来向转子绕组102c供应dc电流。滑环103通过绝缘体103a固定到旋转轴102a的外围表面。电刷104由外壳100的刷架104b所保持。电刷104通过弹簧104a被推向旋转轴102a并且具有与滑环103的外围表面接触放置的顶端表面。

角位置测量磁体105运作来产生磁场以用于测量转子102的旋转角(即，角位置)。角位置测量磁体105由磁体支架105a所保持并且设置在旋转轴102a的轴向相对端中的一个上。

图3至7的控制器11在旋转电机10的轴向方向上布置在旋转电机10的外壳100的外部。控制器11运作来控制从电源2(例如，蓄电池)供应给旋转电机10以用于驱动旋转电机10的电力并且还将如由旋转电机10产生的电力转换成dc电力，该dc电力进而输送给电源2用于对它充电。

控制器11设计为半导体设备并且包括角位置测量电路ic110a、电力模块110b(即，半导体模块)、场电路ic110c、微型计算机110d、套管111a、紧固件111b和111c、盖111d、电力模块散热片112a、场电路ic散热片112b、微型计算机散热片112c、控制板113a、电力供应导体(即，线)113b和113c、定子导体(即，线)113d、转子导体(即，线)113e、外部通信导体(即，线)113f和树脂构件114。

控制板113a设计为互连衬底，其在角位置测量电路ic110a、电力模块110b、场电路ic110c和微型计算机110d之间建立电气连接。控制板113a具有布置在其表面上和它内部的布线图案。控制板113a稳固地保持在套管111a内。控制板113a具有主要表面(其在下文也将称为前表面和反向表面)并且布置成其中主要表面在旋转轴102a的轴向方向上面向旋转电机10。控制板113a具有围绕旋转轴102a形成的切除部分115。

角位置测量电路ic110a安装在控制板113a的反向表面上，该反向表面面向旋转电机10的外壳100。角位置测量单元ic110a在旋转电机10的轴向方向(即，旋转轴102a)上与角位置测量磁体105对齐。角位置测量电路ic110a由构成电路的电子部件实现来测量转子102的角位置，该角位置作为由角位置测量磁体105产生的磁场的函数。

电力模块110b由构成逆变器电路(即，电力转换器模块)的电子部件实现以在电力模块自身与旋转电机10之间进行电力转换。采用单个矩形树脂封装的形式提供电力模块110b。电力模块110b中的每个由上臂和下臂组成。在该实施例中，控制板113a具有设置在其上的三个电力模块110b，这三个电力模块在下文也将称为第一模块110b-2、第二模块110b-1和第三模块110b-3。

返回参考图3至7，电力模块110b-1、110b-2和110b-3采用环形形式围绕旋转电机10的旋转轴102a布置。旋转电机10在接近旋转轴102a的圆周的一部分限定非模块区116，在该非模块区中未布置电力模块110b。非模块区116包括控制板113a的切除部分115。控制板113a的切除部分115在旋转轴102a的径向方向上位于旋转电机10的旋转轴102a的与非模块区116相同的侧上。

电力模块110b-1、110b-2和110b-3中的每个是配备有两对上和下臂(即，一对脚)的模块。具体地，电力模块110b-1包括针对第一定子绕组组10a的u相绕组和v相绕组的上和下臂。电力模块110b-2包括针对第一定子绕组组10a的w相绕组和第二定子绕组组10b的z相绕组的上和下臂。电力模块110b-3包括针对第二定子绕组组10b的x相绕组和y相绕组的上和下臂。

电力模块110b-1、110b-2和110b-3中的每个配备有构成上和下臂的四个开关设备117和四个二极管118。二极管118中的每个是与开关设备117中的一个并联连接的续流二极管。二极管118中的每个具有温度特性，其中正向电压vf随温度上升而减小。

电力模块110b的开关设备117由微型计算机110d控制。具体地，当进入电机模式时，在指定时序打开或关闭开关设备117来将如从电源2输送的dc电流转换成三相ac电流，该三相ac电流然后供应给定子绕组101b(即，第一和第二定子绕组组10a和10b)。当进入发电机模式时，停止打开或关闭开关设备117以将如从定子绕组101b输送的三相电流转换成通过二极管118的dc电流，该dc电流然后供应给电源2。

图9示出了电力模块110b(即，110b-1、110b-2和110b-3)中的每个的内部结构。电力模块110b配备有由上臂开关设备sp1和下臂开关设备sn1组成的串联连接的单元和由上臂开关设备sp2和下臂开关设备sn2组成的串联连接的单元。串联连接的单元中的每个构成逆变器电路的相位(即，脚)中的一个。

开关设备sp1、sp2、sn1和sn2中的每个由诸如mos-fet的电力半导体开关实现。开关设备sp1、sp2、sn1和sn2中的每个具有安装在其中、与之反并联连接的体二极管。开关设备sp1、sp2、sn1和sn2备选地可由igbt组成。开关设备sp1、sp2、sn1和sn2是在上文参考图8描述的开关设备17。

电力模块110b配备有电导体121a、121b、121c、121d、121e和121f。电导体121a至121f具有岛122a至122f和引线123a至123f。电导体121d充当第一正导体。电导体121a充当第二正导体。电导体121f充当第一负导体。电导体121c充当第二负导体。

岛122a至122f每个通过例如蚀刻由铜制成并且到预先选择的形状具有指定厚度的导电箔而形成。引线123a至123f电连接到岛122a至122f并且具有暴露在树脂封装120外部的端部分作为连接器端子。树脂封装120将电力模块110b气密密封。岛122a至122f起初可形成为与引线123a至123f分离并且然后接合在一起的离散部分。备选地，岛122a至122f中的每个和引线123a至123f中的对应一个可由单件金属箔制成。电力模块110b配备有多个引线123g，这些引线具有暴露在树脂封装120外部的部分作为连接器端子。

上臂开关设备sp1安装在岛122a上。下臂开关设备sn1安装在岛122b上。上臂开关设备sp2安装在岛122d上。下臂开关设备sn2安装在岛122e上。

岛122a通过金属构件124a接合到上臂开关设备sp1的漏极。岛122b通过电阻器125a接合到上臂开关设备sp1的源极并且还接合到下臂开关设备sn1的漏极。岛122c接合到下臂开关设备sn1的源极。岛122d通过金属构件124d接合到上臂开关设备sp2的漏极。岛122e通过电阻器125b接合到上臂开关设备sp2的源极并且还接合到下臂开关设备sn2的漏极。岛122f接合到下臂开关设备sn2的源极。

引线123a通过岛122a和金属构件124a接合到上臂开关设备sp1的漏极。引线123b通过岛122b接合到上臂开关设备sp1的源极并且还通过岛122b和电阻器125a接合到下臂开关设备的漏极。引线123c通过岛122c接合到下臂开关设备sn1的源极。引线123d通过岛122d和金属构件124b接合到上臂开关设备sp2的漏极。引线123e通过岛122e接合到上臂开关设备sp2的源极并且还通过岛122e和电阻器125b接合到下臂开关设备sn2的漏极。引线123f通过岛122f接合到下臂开关设备sn2的源极。

电力模块110b配备有安装在岛122h上的集成电路126(其在下文也将称为ic126)。集成电路126作为电流传感器运作以分别分析在电阻器125a和125b处形成的端子到端子电压来确定相电流，即流过下臂开关设备sn1和sn2的电流，并且向外部设备输出指示该电流的信号。具体地，集成电路126使电阻器125a和125b中的每个的端子到端子电压除以电阻器的电阻值来确定相电流(即，流过定子绕组组10a和10b的相位中的对应两个的电流)中的对应一个。

集成电路126与位于电力模块110b外部的外部设备通信以通过引线123b在电力模块自身与外部设备之间传送关于到逆变器电路的输入电压和从逆变器电路的输出电压中的至少一个的信息。

集成电路126运作来测量开关设备sp1、sp2、sn1和sn2的相应温度。具体地，集成电路126分析安装在开关设备sp1、sp2、sn1和sn2中的每个中的热传感器(例如，热敏电阻和热二极管)处形成的端子到端子电压来确定开关设备sp1、sp2、sn1和sn2中的对应一个的温度并且向外部设备输出指示该温度的信号。集成电路126可具有安装在其中的热传感器并且测量整个电力模块110b的温度。

集成电路126分析流过每个相位的电流、到逆变器的输入电压和从逆变器电路的输出电压中的至少一个以及开关设备sp1、sp2、sn1和sn2中的每个的温度来确定开关设备sp1、sp2、sn1和sn2中的对应一个是否在正确操作。更具体地，集成电路126确定开关设备sp1、sp2、sn1和sn2中的每个中过电流的存在或缺乏、开关设备sp1、sp2、sn1和sn2中的每个的操作失败以及开关设备sp1、sp2、sn1和sn2中的每个的开路或短路故障。当确定在开关设备sp1、sp2、sn1和sn2中的每个中出现上文的故障时，集成电路126停止操作开关设备sp1、sp2、sn1和sn2中的一个并且通过引线123b将这样的故障告知外部控制设备。

场电路ic110c安装在控制板113a的表面上。场电路ic110c由微型计算机110d控制。场电路ic110c由运作来向转子绕组102c输送dc电流的电气部件构成。

微型计算机110d安装在控制板113a的表面上。微型计算机110d由运作以响应于外部输入命令以及从角位置测量电路ic110a的输出来控制电力模块110b和场电路ic110c的操作的电子部件构成。微型计算机110d执行预先安装的程序来控制电力模块110b和场电路ic110c的操作。

在电力模块110b、场电路ic110c和微型计算机110d操作时它们通常产生热。场电路ic110c和微型计算机110d是产生较低量热的较低发热电子部件，而电力模块110b是产生比由场电路ic110c或微型计算机110d产生的热的量还高的热的较高发热部件。

如在图10至14中示出的套管111a由树脂制成并且在该套管中存放角位置测量电路ic110a、电力模块110b、场电路ic110c和微型计算机110d。套管111a包括底部111e、边壁111f、开口111g和配合部分111h。底部111e是板状底部。边壁111f是从底部111e的主要表面中的一个延伸的中空圆柱形壁。开口111g由底部111e之上的边壁111f限定。配合部分111h位于底部111e的与开口111g相反的侧上。如在图12中可以看到的，配合部分111h由横剖面具有弧形形状(即，c形)的圆柱形壁制成并且在外壳100的配合部分100a上配合以建立套管111a到旋转电机10的外壳100的机械接头。

紧固件111b和111c由金属构件制成以供在将套管111a牢牢固定到外壳100中使用。紧固件111b和111c还充当散热器来耗散由旋转电机10产生的热。紧固件111b和111c由例如铝制成。

紧固件111b中的每个包括矩形体111i、翅片111j和孔111k。紧固件111c中的每个包括矩形体111l、翅片111m和孔111n。体111i和111l以板形状形成。翅片111j和111m分别从体111i和111l的表面延伸。翅片111j距离彼此以指定间隔布置。相似地，翅片111l距离彼此以指定间隔布置。孔111k和111n分别在体111i和111l中形成，并且用于插入螺栓来使套管111a机械接合到外壳100。紧固件111b和111c与套管111a一起插入成型，其中翅片111j和111m以及孔111k和111n暴露在套管111a的外部并且面向旋转电机10。盖111d由树脂板制成来盖住或封闭套管111a的开口111g。

图12中示出的电力模块散热片112a由金属高热辐射器制成，该金属高热辐射器在套管111a耗散如由电力模块110b产生的热。电力模块散热片112a由例如铝制成。电力散热片112a中的每个包括体(例如，散热片底座)112d和从体112d延伸的多个翅片112e。体112d由板组成。

翅片112e由直的薄带组成并且距离彼此以指定间隔布置在第一表面上，该第一表面是体112d的主要表面之一。电力模块散热片112a中的每个具有耐酸铝涂覆表面。电力模块散热片112a中的每个具有第二表面，其是在套管111a内部暴露的体112的另一主要表面。翅片112e在套管111a外部暴露使得它们直接面向旋转电机10。电力模块散热片112a在套管111a的底部111e中插入成型并且彼此电隔离。

图12和13中示出的场电路ic散热片112b由金属低热辐射器组成，该金属低热辐射器在套管111a外部耗散如由场电路ic110c产生的热。场电路ic散热片112b由例如铝制成。场电路ic散热片112b包括体(例如，散热片底座)112f和多个翅片112g。体112f由板组成。翅片112g由直的薄带组成并且距离彼此以指定间隔布置在第一表面上，该第一表面是体112f的主要表面之一。体112f具有第二表面，其是在套管111a内部暴露的另一主要表面。翅片112g在套管111a外部暴露使得它们直接面向旋转电机10。场电路ic散热片112b在套管111a的底部111e中插入成型并且彼此电隔离。

图12和14中示出的微型计算机散热片112c由金属低热辐射器组成，该金属低热辐射器在套管111a外部耗散如由微型计算机110d产生的热。微型计算机散热片112c由例如铝制成。微型计算机散热片112c包括体(例如，散热片底座)112h和多个翅片112i。体112h由板组成。翅片112i由直的薄带组成距离彼此以指定间隔布置在第一表面上，该第一表面是体112h的主要表面之一。体112h具有第二表面，其是在套管111a内部暴露的另一主要表面。翅片112i在套管111a外部暴露使得它们直接面向旋转电机10。微型散热片112c在套管111a的底部111e中插入成型并且彼此电隔离。

如在图12中清楚示出的，紧固件111b和111c、电力模块散热片112a、场电路ic散热片112b和微型计算机散热片112c在套管111a中插入成型，使得它们通过套管111a的树脂材料远离彼此布置。也就是说，紧固件111b和111c、电力模块散热片112a、场电路ic散热片112b和微型计算机散热片112c通过套管111a的树脂材料而彼此隔离。如从套管111a接合到旋转电机10的位置来看，电力模块散热片112a、场电路ic散热片112b和微型计算机散热片112c的总面积小于如从套管111a接合到旋转电机10的位置来看的由套管111a的轮廓所围绕或限定的面积。如从套管111a接合到旋转电机10的位置来看，紧固件111b和111c具有这样的总面积：其小于如从套管111a接合到旋转电机10的位置来看的电力模块散热片112a、场电路ic散热片112b和微型计算机散热片112c的总面积。

如在图10中示出的，电力供应导体113b由金属正汇流条组成，该金属正汇流条使控制板113a的电力供应连接器和电力模块110b的正电力供应端子连接到安装在套管111a外部上的诸如蓄电池的电源2的正端子。电力供应导体113c由金属负汇流条组成，该金属负汇流条使控制板113a的电力供应连接器和电力模块110b的负电力供应端子连接到通过车体安装到套管111a外部的电源2的负端子。在下面的论述中，电力供应连接器113b将称为正汇流条113b。电力供应导体113c将称为负汇流条113c。正汇流条113b和负汇流条113c由相同金属材料组成。

正汇流条113b和负汇流条113c各自由弯曲铜带组成。正汇流条113b和负汇流条113c与套管111a一体化安装。具体地，正汇流条113b和负汇流条113c具有与控制板113a的接头113g和113h以及与电力模块110b的接头113i和113j。接头113g、113h、113i和113j在套管111a内部暴露。正汇流条113b和负汇流条113c还具有通向在套管111a外部暴露的电源2的接头113k(即，正端子)和接头113l(即，负端子)。正汇流条113b和负汇流条113c在套管111a中插入成型。接头113k充当控制器11的正端子。接头113l充当控制器11的负端子。正汇流条113b和负汇流条113c通过套管111a而彼此电隔离。

如在图3中可以看到的，正汇流条113b与电源2的接头113k以及负汇流条113c与电源2的接头113l在非模块区中围绕旋转电机10的旋转轴102布置。正汇流条113b由两个独立导体(其在下文也将称为第一和第二导体)构成，这两个导体中的每个与两个接头113k中的一个连接。负汇流条113c的单个接头113l在旋转电机10的径向方向上向外位于离正汇流条113b的接头113k相同的距离处。

如在图10中可以看到的，正汇流条113b的第一和第二导体分别围绕旋转电机10的旋转轴102a从接头113k顺时针和逆时针延伸。负汇流条113c在控制器11(即，旋转电机10)的径向方向上从接头113l向内延伸并且具有围绕旋转电机10的旋转轴102a分别顺时针和逆时针延伸的两个分支。正汇流条113b和负汇流条113c形状适于并且布置成使角位置测量磁体105和角位置测量电路ic110a位于延伸通过正汇流条113b和负汇流条113c的中心的垂直线上(即，与旋转轴102a的长度对齐)。

正汇流条113b(即，第一和第二导体)采用c形形式围绕旋转轴102a对称延伸。正汇流条113b围绕旋转电机10的旋转轴102a在正汇流条的相互面对端之间具有间隙(即，开口)119b。间隙119b位于旋转轴102a的与在两个接头113k之间延伸的段的中心相反的侧上。也就是说，间隙119b在旋转电机10的径向方向上位于旋转轴102a的与非模块区116相反的侧上。

负汇流条113c采用c形形式围绕旋转轴102a对称延伸。负汇流条113c围绕旋转电机10的旋转轴102a在负汇流条的相互面对端之间具有间隙(即，开口)119c。间隙119c位于旋转轴102a的与接头113l相反的侧上。也就是说，间隙119c在旋转电机10的径向方向上位于旋转轴102a的与非模块区116相对的侧上。

正汇流条113b和负汇流条113c在围绕旋转轴102a布置的电力模块110b内部径向设置。也就是说，正汇流条113b和负汇流条113c在旋转轴102a的径向方向上在电力模块110b内部延伸。正汇流条113b和负汇流条113c彼此电隔离并且在旋转电机10的旋转轴102a的径向方向上距离彼此以指定间隔布置。正汇流条113b和负汇流条113c备选地可形状适于具有在旋转轴102a的轴向方向上弯曲或变弯的u形或矩形部分以避免彼此机械干扰。

如从上文的论述显而易见的，正汇流条113b和负汇流条113c形成具有沿电力模块110b的内侧壁在电力模块110b内部围绕旋转轴102a径向延伸的弯曲或变弯形状(例如，矩形形状)。正汇流条113b在负汇流条113c内部径向延伸。

正汇流条113b和负汇流条113c具有带部分，这些带部分形状适于具有沿彼此延伸的长度。正汇流条113b和负汇流条113c的带部分几乎整体在旋转轴102a的径向方向上距离彼此以指定恒定间隔布置。正汇流条113b和负汇流条113c的带部分形成电气路径，电流通过该电气路径在相反方向上流动。正汇流条113b和负汇流条113c可以形状适于具有在旋转轴102a的径向方向上面向彼此的主要表面或具有在旋转轴102a的径向方向上面向彼此的侧壁。

在下文将参考图15和16描述正汇流条113b和负汇流条113c与电力模块110b的电气接头。为了简单地说明，图15和16大致省略除正汇流条113b和负汇流条113c到电力模块110b的电气接头以外的结构元件。

如上文描述的，正汇流条113b包括两个导体：从接头113k左右延伸的第一和第二导体。第一导体在下文也将称为在图15中示出的第一正汇流条113w。第二导体在下文也将称为第二正汇流条113x。相似地，负汇流条113c包括围绕旋转电机10的旋转轴102a延伸的两个分支导体并且这两个分支导体在下文也将称为在图16中示出的第一负汇流条113y和第二负汇流条113z。

如上文描述的，控制器11包括三个电力模块110b，这三个电力模块在图8中示出为电力模块110b-1、110b-2和110b-3。电力模块110b中离接头113k和113l最远的一个电力模块是电力模块110b-2，其在下文也将称为第一模块。另外两个模块110b-1和110b-3也将分别称为第二模块和第三模块。

电力模块110b-1的引线123d(即，第一正导体)和引线123a(即，第二正导体)接合到第一正汇流条113w。电力模块110b-1的引线123f(即，第一负导体)和引线123c(即，第二负导体)接合到第一负汇流条113y。对第一定子绕组组10a的u相和v相提供电力模块110b-1的上和下臂，使得第一定子绕组组10a的u相绕组和v相绕组通过第一正汇流条113w和第一负汇流条113y供应有电力。

电力模块110b-3的引线123d(即，第一正导体)和引线123a(即，第二正导体)接合到第二正汇流条113x。电力模块110b-3的引线123f(即，第一负导体)和引线123c(即，第二负导体)接合到第二负汇流条113z。对第二定子绕组组10b的x相和y相提供电力模块110b-3的上和下臂，使得第二定子绕组组10b的x相绕组和y相绕组通过第二正汇流条113x和第二负汇流条113z供应有电力。

电力模块110b-2的引线123d(即，第一正导体)接合到第一正汇流条113w。电力模块110b-2的引线123a(即，第二正导体)接合到第二正汇流条113x。电力模块110b-2的引线123f(即，第一负导体)接合到第一负汇流条113y。电力模块110b-2的引线123c(即，第二负导体)接合到第二负汇流条113z。

对第一定子绕组组10a的w相提供接合到电力模块110-2的引线123d(即，第一正导体)和引线123f(即，第一负导体)的上和下臂。对第二定子绕组组10b的z相提供接合到电力导体110b-2的引线123a(即，第二正导体)和引线123c(即，第二负导体)的上和下臂。第一定子绕组组10a的w相绕组因此通过第一正汇流条113w和第一负汇流条113y而供应有电力。第二定子绕组组10b的z相绕组通过第二正汇流条113x和第二负汇流条113z而供应有电力。

如在图10中示出的，定子导体113d由使电力模块110b的上和下臂的输出端子(即，引线123b和123e)连接到在套管111a外部设置的定子绕组101b的金属导体组成。定子导体113d每个通过例如使铜带弯曲而制成。

定子导体113d具有与电力模块110b的接头113m。接头113m在套管111a内部暴露。定子导体113d还具有与定子绕组101b的接头113n。接头113n在套管111a外部暴露。定子导体113d在套管111a中插入成型。

转子导体113e由外部金属导体组成，该外部金属导体通过电刷104和滑环103使控制板113a上的转子绕组连接器与设置在套管111a外部的转子绕组102c连接。转子导体113e每个通过例如使铜带弯曲而形成。转子导体113e具有与控制板113a的接头113o。接头113o在套管111a内部暴露。转子导体113e还具有与电刷104的接头113p。接头113p在套管111a外部暴露。转子导体113e在套管111a中插入成型。

外部通信导体113f由外部金属导体组成，该外部金属导体使控制板113a的外部通信连接器与设置在套管111a外部的外部设备连接。外部通信导体113f每个通过例如使铜带弯曲而制成。外部通信导体113f具有与控制板113a的接头113q。接头113q在套管111a内部暴露。外部通信接头113f还具有与外部设备的接头113r。接头113r在套管111a外部暴露。外部通信导体113f在套管111a中插入成型。

返回参考图2，电力模块110b中的每个通过由电绝缘薄板组成的热导体110e而与电力模块散热片112a中的一个的体112d的表面(其也将称为第二表面)接触设置。电力模块110b具有电力供应端子，其如在图10中看到的那样在电力模块110b内部与正汇流条113b和负汇流条113c的接头113i和113j径向连接。也就是说，电力模块110b的电力供应端子位于接近旋转轴102a的位置。电力模块110b还具有连接到定子导体113d的接头113n的输出端子。接头113n在旋转轴102a的径向方向上设置在电力模块110b外部。

角位置测量电路ic110a在旋转轴102a的轴向方向上定位成与角位置测量磁体105对齐。场电路ic110c通过控制板113a而与场电路ic散热片112b的体112f的表面(其也将称为第二表面)接触放置。微型计算机110d通过控制板113a而与微型计算机散热片112c的体112h的表面(其也将称为第二表面)接触放置。

树脂构件114通过将电绝缘树脂注入套管111a来将设置在套管111a中的角位置测量电路ic110a、电力模块110b、场电路ic110c和微型计算机110d不透液密封。树脂构件114由例如凝胶状树脂材料制成，在该凝胶状树脂材料中角位置测量电路ic110a、电力模块110b、场电路ic110c和微型计算机110d连同控制板113a、汇流条113b和113c、定子导体113d、转子导体113e和外部通信导体113f一起封装在套管111a内。套管111a的开口被盖111d封闭。

如在图2中示出的，控制器11通过使套管111a的配合部分111h与旋转电机10的配合部分100a接合并且然后紧固在紧固件111b和111c的孔111k和111n中设置的螺栓111o而固定到外壳100。外部连接器端子113u连接到正汇流条113d的接头113k用于实现与电源2连接。外部连接器端子113v连接到负汇流条113c的接头113l用于实现通过外壳100和车体与电源2的负端子连接。外部导体端子113u和113v围绕旋转电机10的旋转轴102a布置在非模块区1116中。定子导体113d的接头113n通过导线113s接合到定子绕组101b。转子导体113e的接头113p通过导线113t连接到电刷104。

在下文将描述控制器集成旋转电机1的操作。控制器集成旋转电机1选择性地采用电机模式和发电机模式运作。首先将论述电机模式，其产生驱动力用于使车辆移动。

电源2(例如，安装在车辆中的蓄电池)的负端子接合到车体使得该负端子通过外壳100连接到负汇流条113c的接头113l。当打开车辆的点火开关(未示出)时，电源2的正端子通过外部连接器端子113u保持连接到正汇流条113b的接头113k，只要点火开关打开即可。

dc电流然后通过正汇流条113b和负汇流条113c的接头113i和113j从电源2输送到电力模块110b的电力供应端子。dc电流也通过正汇流条113b和负汇流条113c的接头113b和113h供应给控制板113a并且然后通过控制板113a上的导电图案输送到角位置测量电路ic110a、场电路ic110c和微型计算机110d。然后启用角位置测量电路ic110a、场电路ic110c和微型计算机110d。

角位置测量电路ic110a使用由角位置测量磁体105产生的磁场来确定转子102的角位置。微型计算机110d响应于通过控制板113a的外部通信导体113f和导电图案从外部设备输入的命令以及角位置测量电路ic110a的输出来控制电力模块110b和场电路ic110c的操作。

控制板113a连接到转子导体113e的接头113o。转子导体113e的接头113p通过导线113t连接到电刷104。场电路ic110c由微型计算机110d控制以通过控制板113a上的导电图案、转子导体113e、导线113t、电刷104和滑环103来向转子绕组102c输送dc电流。

控制板113a还连接到电力模块110b的信号端子。电力模块110b的输出端子连接到定子导体113d的接头113n。定子导体113d的接头113n通过导线113s连接到定子绕组101b。电力模块110b的开关设备117由微型计算机110d控制来将如输送到电力模块110b的电力供应端子的dc电流转换成三相ac电流，该三相ac电流进而通过定子导体113d和导线113s供应给定子绕组101b。采用上文的方式通过电力模块110b从电源2向定子绕组101b的ac电流供应将促使旋转电机10采用电机模式操作来产生驱动力以用于驱动车辆。

在下文将论述产生电力来对电源2充电的控制器集成旋转电机1的发电机模式。

在进入发电机模式时，从车辆中的发动机向控制器集成旋转电机1输送驱动力。这促使定子绕组101b产生三相ac电流。微型计算机110d停止电力模块110b的开关设备117的开-关操作。电力模块110b的二极管118用于控制从定子绕组101b通过导线113s和定子导体113d传递的三相ac电流转换成dc电流，该dc电流进而通过正汇流条113b、负汇流条113c和外部连接器端子113u输送到电源2。这促使通过由旋转电机10产生的电力来对电源2充电。

在下文将描述控制器集成旋转电机1的特征和有益优势。

如在图17中示出的，控制器集成旋转电机1设计成具有正汇流条113b和负汇流条113c(即，其主要部分)，该正汇流条和负汇流条大致互相平行延伸并且在旋转轴102a的径向方向上距离彼此以指定恒定距离布置。当电流通过正汇流条113b和负汇流条113c移动时，这样的电流流将在彼此相反的方向上取向。这促使如由负汇流条113c形成的互感在与正汇流条113b的自感相反的方向上作用于正汇流条113b并且还促使如正汇流条113b形成的互感在与负汇流条113c的自感相反的方向上作用于负汇流条113c，使得正汇流条113b和负汇流条113c的自感被互感所抵消。

上文的控制器集成旋转电机1的结构从而使由在汇流条113b和113c中形成的自感所产生的不利影响最小化。具体地，结构使由电流变化引起的浪涌电压减少(v＝l·di/dt，其中v是浪涌电压，l是自感，并且i是电流)同时每个自感得以形成。这能够使电力模块110b的尺寸减少，从而导致控制器11的整体尺寸减少。由通过汇流条113b和113c的电流流产生的磁通量(φ＝l·i，其中φ是磁通量)也减小，由此消除如由磁通量产生的噪声对外部设备或内部传感器的不利影响。

电力模块110b中的每个具有正电导体121a和121d，属于不同脚(即，逆变器电路的不同相位)的上臂开关设备sp1和sp2的高压端子接合到这些正电导体并且这些正电导体如在图9中可以看到的那样彼此分离。相似地，电力模块110b中的每个还具有负电导体121c和121f，属于不同脚的下臂开关设备sn1和sn2的高压端子接合到这些负电导体并且这些负电导体如在图9中可以看到的那样彼此分离。

因此，当脚正向相应定子绕组组10a和10b供应电力时，到定子绕组组10a和10b的离散流电流在正汇流条113b和负汇流条113c中形成。这使由正汇流条113b(即，第一正汇流条113w和第二正汇流条113x)中的电流量与负汇流条113c(即，第一负汇流条113y和第二负汇流条113z)中的电流量之间的差异所产生的不利影响最小化，即使在存在通过使接头113k和113l与电力模块110b连接的正汇流条113b和负汇流条113c延伸的多个路径的情况下也如此。

也就是说，通过第一正汇流条113w和第一负汇流条113y将电流输送到第一定子绕组组10a，而通过第二正汇流条113x和第二负汇流条113z将电流输送到第二定子绕组组10b。流过第一正汇流条113w的电流因此在幅度上与流过第一负汇流条113y的相同。相似地，流过第二正汇流条113x的电流在幅度上与流过第二负汇流条113z的相同。这使如上文描述的由正汇流条113b与负汇流条113c之间的电流量差异所产生的不利影响最小化。

更具体地，上文的结构起到消除如在第一正汇流条113w和第二正汇流条113x处以及第一负汇流条113y和第二负汇流条113z处形成的自感的作用。这使第一正汇流条113w和第二正汇流条113x处以及第一负汇流条113y和第二负汇流条113z处的电磁兼容性(emc)退化和浪涌电压最小化。

电力模块110b围绕旋转轴102a以圆形布置。在电力模块110b之中，第一模块110b-2位于离正和负端子(即，接头113k和113l)最远的位置。电力模块110b的该布局使第一正汇流条113w和第二正汇流条113x能够具有大致相同长度并且使第一负汇流条113y和第二负汇流条113z能够具有大致相同长度，使得向第一定子绕组组10a输送电流所通过的路径以及向第二定子绕组组10b输送电流所通过的路径具有大致相同电阻和相同阻抗。这使控制任务通用化到第一定子绕组组10a和第二定子绕组组10b更加容易。

将正汇流条113b的接头113k连接到电源2的正端子的外部连接器端子113u以及将负汇流条113c的接头113l连接到电源2的负端子的外部连接器端子113v都围绕旋转电机10的旋转轴102a布置在非模块区16中。该布局使正汇流条113b和负汇流条113c能够具有在围绕旋转电机10的旋转轴102a的几乎整个圆周区域内大致互相平行延伸的主要部分。

汇流条113b和113c的自感的抵消从而在围绕旋转轴102a的几乎整个圆周区域内实现，由此如上文描述的那样使浪涌电压和由磁通量产生的和噪声最小化。

如上文描述的，正汇流条113b具有两个段：第一正汇流条113w和第二正汇流条113x，它们采用对称方式围绕旋转电机10的旋转轴102a从接头113k顺时针和逆时针延伸通向外部连接器端子113u。相似地，负汇流条113c具有两个段：第一负汇流条113y和第二负汇流条113z，它们采用对称方式围绕旋转电机10的旋转轴102a从接头113l顺时针和逆时针延伸通向外部连接器端子113v。

上文的正汇流条113b和负汇流条113c的布局使从正汇流条113b的接头113k延伸到三个电力模块110b(即，电力模块110b-1、110b-2和110b-3)的导电路径能够具有导电路径的最大长度与最小长度之间减小的差异并且还使从负汇流条113c的接头113l延伸到电力模块110b-1、110b-2和110b-3的导电路径能够具有导电路径的最大与最小长度之间减小的差异，由此导致到电力模块110b-1、110b-2和110b-3的导电路径之中电感和电阻中的差异最小化，从而使上文描述的浪涌电压和电磁噪声大大减少。

如在上文在图10中描述的，正汇流条113b具有位于旋转电机10的旋转轴102a的与非木块区域116相反侧上的间隙119b。相似地，负汇流条113c具有位于旋转电机10的旋转轴102a的与非模块区116相反侧上的间隙119c。

上文的布置使从正汇流条113b的接头113k延伸到电力模块110b-1、110b-2和110b-3的电气路径最小化。如果使用如图15和图16所示的沿顺时针方向延伸的单个电气路径，从接头113k到电力模块110b-1到电力模块110b-2，然后到电力模块110b-3，从接头113k延伸到电力模块110b-3的电气路径的部分将具有最大的长度。如上所述，本实施例的控制器集成旋转电机1具有由两个导体构成的正汇流条113b：第一正汇流条113w和第二正汇流条113x。第一正汇流条113w从接头113k通过功率模块110b-1延伸到功率模块110b-2。类似地，第二正汇流条113x从接头113k通过功率模块110b-3延伸到功率模块110b-2。与使用单个电气路径相比，这减少了从接头113k到功率模块110b-3的电气距离，其距离点113k最远，从而减小了功率模块110b-1、110b-2和110b-3之间的导电路径的电感和电阻的差异。这也降低了上述浪涌电压和电磁噪声。

角位置测量电路ic110a和作为控制电路运作的微型计算机110d安装在控制板113a上，该控制板形状适于具有围绕旋转轴102a形成的切除部分115。控制板113a的切除部分115位于围绕旋转轴102a的非模块区116中。这确保有足够空间来安装汇流条113b和113c所接合的外部连接器端子113u和113v而没有围绕旋转轴102a对电力模块110b的不利影响并且还使将控制板113a布置成适合于围绕旋转轴102a的电力模块110b的布局更加容易，由此确保控制板113a上有足够区域来将部件安装在它上面。

正汇流条113b(即，第一正汇流条113w和第二正汇流条113x)和负汇流条113c(即，第一负汇流条113y和第二负汇流条113z)在旋转轴102a(即，旋转电机10)的径向方向上在电力模块110b内部延伸。另外，电力模块110b的电力供应端子在旋转轴102a的径向方向上在电力模块110a内部连接到正汇流条113b和负汇流条113c的接头113i和113j。

上文的布置避免了电力模块110b的电力供应端子与在旋转轴102a的径向方向上设置在电力模块110b外部的电力模块110b的输出端子之间的干扰并且还消除了在电力模块110b外部径向布置正汇流条113b和负汇流条113c(尤其是负汇流条113c)的需要，也就是说，消除了围绕电力模块110b布置连接到电源1的多个导体的需要，从而导致控制器集成旋转电机1的总部件减少。如与正汇流条113b和负汇流条113c设置在电力模块110b外部的情况相比，正汇流条113b和负汇流条113c在电力模块110b内部的布局使电力模块110b的总长度减小，从而导致汇流条113b和113c的自感减小并且还使控制器11的外径能够减小。

正汇流条113b和负汇流条113c设置成在旋转电机10的旋转轴102a的径向方向上彼此分离，由此使控制器11的轴向长度或总厚度能够减小。

如上文描述的，正汇流条113b和负汇流条113c与树脂套管111a一体化形成。具体地，正汇流条113b和负汇流条113c在套管111a内插入成型并且通过套管111a的树脂材料而彼此电隔离。也就是说，控制器集成旋转电机1具有在套管111a内设置在正汇流条113b与负汇流条113c之间的电绝缘体，由此确保其之间的电隔离的稳定性。

正汇流条113b和负汇流条113c与树脂套管111a一体化设置。树脂构件114凭借树脂注入而在套管111a中形成。具体地，如上文描述的，控制器集成旋转电机1配备有套管111a，该套管具有设置在套管111a的树脂材料内部的正汇流条113b和负汇流条113c。套管111a限定内腔，在该内腔中安装微型计算机110d、电力模块110b和角位置测量电路ic110a。将树脂材料注入套管111a的内腔来将微型计算机110d、电力模块110b和角位置测量电路ic110a布置在树脂构件114中。

微型计算机110d、电力模块110b和角位置测量电路ic110a在套管111a的内腔内的牢牢固定因此由树脂构件114完成。设置在套管111a内部的树脂构件114起到使套管111a的热阻减小的作用，由此促进电力模块110b以及汇流条113b和113c产生的热耗散来使它们保持在期望温度，从而提高控制器11的部件(诸如电力模块110b)的耐环境性并且避免外来物体进入控制器11的部件。

如上文描述的，角位置测量电路ic110a与在旋转轴102a的纵向方向上固定到旋转轴102a的末端的角位置测量磁体105对齐取向。正汇流条113b和负汇流条113c形状适于并且布置成具有位于正汇流条113b的汇流条113w和113x之间以及负汇流条113c的汇流条113y和113z之间的中间的垂直上方的角位置测量电路ic110a，如图15和16的垂直方向所示。

上文的正汇流条113b、负汇流条113c和角位置测量电路ic110a之间的位置关系导致正汇流条113b和负汇流条113c的自感围绕旋转轴102a对角位置测量电路ic110a的不利影响的均匀性，由此使汇流条113b和113c产生的电磁噪声对角位置测量电路ic110a的不利影响最小化。

变型

如上文描述的，电力模块110b中的每个配备有由总共四个开关设备117和总共四个二极管118构成的两对上和下臂，然而可备选地设计成具有三对或更多对的上和下臂。

除第一电力模块110b-2以外的电力模块110b每个具有彼此物理分离的正电导体121a和121d和彼此物理分离的负电导体121c和121f，但第二模块110b-1和第三模块110b-3可备选地设计成具有接合在一起或彼此一体化形成的正电导体121a和121d和/或负电导体121c和121f。例如，如在图18中示出的，正电导体121a和121d可由单个导电构件形成。

如上文描述的，旋转电机10配备有两个组合的定子绕组(即，电枢绕组)：定子绕组组10a和10b，采用电机模式从电源2向该定子绕组组10a和10b输送电力，但旋转电机备选地可设计成具有三个或更多组合的定子绕组。

两个定子绕组组10a和10b构成单个旋转电机10，但可被工程化来构成多个旋转电机。

如上文描述的，安装在控制器集成旋转电机1中的电力转换器电路设计为逆变器电路，但可备选地由同步整流双向dc-dc转换器和逆变器构成。

电力模块110b中的每个配备有作为温度传感器运作来测量开关设备sp1、sp2、sn1和sn2中的每个的温度的集成电路126，但可设计成没有起到温度传感器作用的集成电路126。集成电路126还作为电流传感器运作来测量流过开关设备sn1和sn2的电流，但可设计成没有这样的功能或省略电流传感器。

如上文描述的，电力模块110b-1、110b-2和110b-3布置在围绕旋转轴102a限定的圆上，但备选地可采用另一个布置来设置。

如是上文描述的，正汇流条113b和负汇流条113c在旋转轴102a的径向方向上距离彼此以指定间隔设置，使得它们大致沿彼此延伸，然而备选地可将一个布置在另一个之上，也就是说，在旋转轴102a的轴向方向上距离彼此以恒定间隔布置使得它们沿彼此延伸，也就是说互相垂直重叠。这使控制器11的外径能够减少。

电力模块散热片112a在旋转电机10的轴向方向上比电力模块110b位于更接近旋转电机10的位置，然而可如在图19中示出的那样在旋转电机10的轴向方向(即，旋转轴102a)上比电力模块110b位于更远距离旋转电机10的位置。这提高从电力模块散热片112a的热耗散，由此促进热从电力模块110b到电力模块散热片112a的传递。

对旋转电机10工程化以具有在供应有电流时形成磁极的转子绕组102，然而可具有磁体来代替转子绕组102c。因此，具有滑环103和电刷104从而消除在控制器11中需要场电路ic110c变得不必要。

尽管已从优选实施例方面公开本发明以促进对本发明的更好理解，但应意识到本发明可以采用各种方式体现而不偏离本发明的原理。因此，本发明应理解为包括所有可能实施例和对示出的实施例的修改，可以包含这些实施例和修改而不偏离如在附上的权利要求中阐述的本发明的原理。

提供一种配备有控制器的控制器集成旋转电机。控制器配备有半导体模块，该半导体模块对于逆变器电路的相位具有由上臂开关设备和下臂开关设备构成的多个串联连接的单元。半导体模块还具有接合到上臂开关设备的高压端子的多个正导体以及接合到下臂开关设备的低压端子的多个负导体。正导体彼此分离。类似地，负导体彼此分离。该结构消除由正汇流条与负汇流条之间的电流量中的差异所产生的不利影响。