CN104335307A - 开关元件单元 - Google Patents

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Abstract

本发明用于实现能够实现单元整体的小型化,并且具备平滑电容器的开关元件单元。平滑电容器(50)是利用陶瓷材料形成电介质部分(53)的陶瓷电容器,在其外面包含与电介质部分(53)一体形成的元件配置面(S1)。在元件配置面(S1)形成有与平滑电容器(50)的正极端子(51)电连接的正极侧连接电极(P1)、和与平滑电容器(50)的负极端子(52)电连接的负极侧连接电极(P2)。构成串联元件单元的开关元件(10)和二极管元件被配置于元件配置面(S1),并且该串联元件单元的正极侧端子部(31)与正极侧连接电极(P1)电连接,该串联元件单元的负极侧端子部(32)与负极侧连接电极(P2)电连接。

Description

开关元件单元
技术领域
[0001] 本发明涉及具备开关元件以及二极管元件的开关元件单元。
背景技术
[0002] 在半导体集成电路中,需要防止因开关噪声而产生错误动作。关于这样的错误动作的防止,例如有日本特开平8 — 181445号公报(专利文献I)所记载的技术。其中,在该背景技术一栏的说明中,在〔〕内引用专利文献I中的符号来进行说明。在专利文献I的图1中,记载了在将LSI芯片〔11〕经由陶瓷多层基板〔20〕配置于印刷布线基板〔14〕的结构中,在陶瓷多层基板〔20〕的内部内置电容器部〔23〕的结构。由此,如该文献的第0016〜0017段所记载的那样,通过电容器部〔23〕来过滤开关噪声,能够防止LSI芯片〔11〕产生错误动作。
[0003] 在具备相互串联电连接而形成串联元件单元的开关元件与二极管元件的组的开关元件单元中,有时具备对向该串联元件单元供给的直流电压的变动进行抑制的平滑电容器。然而,上述专利文献I所记载的电容器部〔23〕是以防止LSI芯片〔11〕产生错误动为目的而具备的,专利文献I中并没有提及平滑电容器的记载。
[0004] 专利文献1:日本特开平8 — 181445号公报(第0016〜0017段,图1等)
发明内容
[0005] 鉴于此,希望实现在单元整体小型化的同时能够具备平滑电容器的开关元件单
J Li ο
[0006] 本发明涉及的开关元件单元具备至少一个相互串联电连接而形成串联元件单元的开关元件和二极管元件的组,并且具备抑制向上述串联元件单元供给的直流电压的变动的平滑电容器,其特征结构在于:上述平滑电容器是利用陶瓷材料形成夹设在电极之间的电介质部分的陶瓷电容器,在上述平滑电容器的外面包含与上述电介质部分一体形成的元件配置面、在沿着上述元件配置面设定的基准方向的一侧的上述元件配置面的端部与该元件配置面交叉的第一平面、以及在上述基准方向的另一侧的上述元件配置面的端部与该元件配置面交叉的第二平面,在上述第一平面形成有上述平滑电容器的正极端子,并且在上述第二平面形成上述平滑电容器的负极端子,在上述元件配置面形成有与上述正极端子电连接的正极侧连接电极、以及与上述负极端子电连接的负极侧连接电极,构成上述串联元件单元的上述开关元件和上述二极管元件被配置在上述元件配置面,并且该串联元件单元的正极侧端子部与上述正极侧连接电极电连接,该串联元件单元的负极侧端子部与上述负极侧连接电极电连接。
[0007] 根据上述的特征结构,相比于构成串联元件单元的开关元件、二极管元件与平滑电容器分离配置的情况,能够将串联元件单元与平滑电容器电连接的电连接路径的长度、串联元件单元内的电连接路径的长度抑制得较短。由此,能够将该电连接路径的电感抑制得较小,将伴随开关元件的开关动作的浪涌电压(暂时的电压上升量)抑制得较低。结果,能够根据浪涌电压的降低来降低成为开关元件发热的原因的电力损失,并能够使为了散热而需要的冷却机构成为简单的结构来实现单元整体的小型化。
[0008] 另外,由于能够根据浪涌电压的降低来将开关元件以及周边部件被要求的耐电压性能抑制得较低,所以还能够实现单元整体的成本的降低。
[0009] 并且,根据上述的特征结构,由于元件配置面与平滑电容器的电介质部分一体形成,所以能够与该电介质部分同时形成元件配置面。另外,在利用与平滑电容器的内部电极相同的材料形成正极侧连接电极、负极侧连接电极的情况下;利用具有该内部电极以上的熔点的材料形成正极侧连接电极、负极侧连接电极的情况下,当例如通过烧制形成平滑电容器的电介质部分时,也能够同时形成正极侧连接电极、负极侧连接电极。由此,能够实现开关元件单元的制造工序的简化。
[0010] 这里,优选在上述平滑电容器的内部形成有从上述正极端子向上述基准方向的上述负极端子侧延伸的正极侧内部电极、和从上述负极端子向上述基准方向的上述正极端子侧延伸的负极侧内部电极。
[0011] 根据该结构,由于能够将正极侧内部电极的延伸方向、负极侧内部电极的延伸方向设为与元件配置面平行的方向,所以容易实现与元件配置面正交的方向上的单元整体的小型化。
[0012] 另外,优选以沿着上述元件配置面与上述基准方向正交的方向为基准正交方向,在上述元件配置面中的上述基准正交方向的整个区域,上述正极侧连接电极不具有被配置在上述负极端子与上述负极侧连接电极的上述基准方向的之间的部分。
[0013] 根据该结构,与正极侧连接电极具有被配置在负极端子与负极侧连接电极的基准方向的之间的部分的情况相比,容易将串联元件单元与平滑电容器电连接的电连接路径的长度抑制得较短。
[0014] 另外,优选构成上述串联元件单元的上述开关元件与上述二极管元件的连接部是中间连接部,多个上述串联元件单元各自的上述中间连接部彼此电连接而构成串联元件单元组,以沿着上述元件配置面与上述基准方向正交的方向为基准正交方向,相同的上述串联元件单元组所包含的多个上述开关元件分别比构成相同的上述串联元件单元的上述二极管元件靠上述基准方向的相同侧、或者上述基准正交方向的相同侧配置。
[0015] 根据该结构,能够在基准方向或者基准正交方向并列配置相同的串联元件单元组所包含的多个开关元件。因此,容易实现用于将各开关元件的控制用的控制端子与控制该各开关元件的控制单元电连接的布线构造的简化。
[0016] 另外,优选构成上述串联元件单元的上述开关元件以及上述二极管元件的任意一个被配置在正极侧的正极侧元件比上述开关元件以及上述二极管元件的任意一个被配置在负极侧的负极侧元件靠上述基准方向的上述正极端子侧配置。
[0017] 根据该结构,由于正极端子、负极端子、正极侧元件以及负极侧元件的基准方向的排列顺序与正极端子和负极端子之间的电连接路径中的配置顺序一致,所以容易将该电连接路径的长度抑制得较短、且设置在电极以外的布线构造的简化变得容易。
[0018] 或者,也优选构成上述串联元件单元的上述开关元件以及上述二极管元件的任意一个被配置在正极侧的正极侧元件、与任意一个被配置在负极侧的负极侧元件的连接部是中间连接部,多个上述串联元件单元各自的上述中间连接部彼此电连接而构成串联元件单元组,以沿着上述元件配置面与上述基准方向正交的方向为基准正交方向,相同的上述串联元件单元组所包含的多个上述正极侧元件分别比构成相同的上述串联元件单元的上述负极侧元件靠上述基准正交方向的相同侧配置。
[0019] 根据该结构,由于能够对于多个串联元件单元,将正极侧连接电极、负极侧连接电极配置在基准正交方向的相同侧,所以能够实现设置在电极以外的布线构造的简化。
[0020] 在上述的各结构的开关元件单元中,上述正极侧连接电极形成为在上述元件配置面上从上述正极端子向上述基准方向的上述负极端子侧延伸,上述负极侧连接电极形成为在上述元件配置面上从上述负极端子向上述基准方向的上述正极端子侧延伸,在上述元件配置面上的上述正极侧连接电极与上述负极侧连接电极的上述基准方向的之间,形成有将构成上述串联元件单元的上述开关元件与上述二极管元件电连接的元件间连接电极的结构。
[0021] 根据该结构,由于正极侧连接电极、负极侧连接电极以及元件间连接电极的基准方向上的排列顺序与正极端子和负极端子之间的电连接路径上的配置顺序一致,所以能够将各电极间所需要的绝缘距离抑制得较短,并且能够实现设置在电极以外的布线构造的简化。
附图说明
[0022] 图1是本发明的第一实施方式涉及的开关元件单元的立体图。
[0023] 图2是本发明的第一实施方式涉及的开关元件单元的从与图1不同的方向观察到的立体图。
[0024] 图3是本发明的第一实施方式涉及的开关元件单元的俯视图。
[0025] 图4是图3中的IV — IV剖视图。
[0026] 图5是图3中的V — V剖视图。
[0027] 图6是本发明的第一实施方式涉及的第一平滑电容器的俯视图。
[0028] 图7是表示本发明的第一实施方式涉及的逆变器电路的结构的示意图。
[0029] 图8是表示本发明的第二实施方式涉及的开关元件单元的第一具体例的俯视图。
[0030] 图9是示意性地表示本发明的第二实施方式涉及的开关元件单元的第一具体例的俯视图。
[0031] 图10是示意性地表示本发明的第二实施方式涉及的开关元件单元的第二具体例的俯视图。
[0032] 图11是示意性地表示本发明的第三实施方式涉及的开关元件单元的第一具体例的俯视图。
[0033] 图12是示意性地表示本发明的第三实施方式涉及的开关元件单元的第二具体例的俯视图。
[0034] 图13是示意性地表示本发明的第三实施方式涉及的开关元件单元的第三具体例的俯视图。
[0035] 图14是示意性地表示本发明的第三实施方式涉及的开关元件单元的第四具体例的俯视图。
[0036] 图15是示意性地表示本发明的第三实施方式涉及的开关元件单元的第五具体例的俯视图。
[0037] 图16是示意性地表示本发明的第三实施方式涉及的开关元件单元的第六具体例的俯视图。
[0038] 图17是示意性地表示本发明的第三实施方式涉及的开关元件单元的第七具体例的俯视图。
[0039] 图18是示意性地表示本发明的第三实施方式涉及的开关元件单元的第八具体例的俯视图。
[0040] 图19是示意性地表示本发明的第四实施方式涉及的开关元件单元的第一具体例的俯视图。
[0041] 图20是示意性地表示本发明的第四实施方式涉及的开关元件单元的第二具体例的俯视图。
[0042] 图21是示意性地表示本发明的第四实施方式涉及的开关元件单元的第三具体例的俯视图。
具体实施方式
[0043] 1.第一实施方式
[0044] 参照图1〜图7,对本发明的第一实施方式进行说明。这里,以将本发明涉及的开关元件单元应用到用于控制旋转电机2的逆变器电路91 (参照图7)的情况为例来进行说明。即,在本实施方式中,构成开关元件单元I的开关元件10以及二极管元件20是构成逆变器电路91的电子元件,该开关元件10是进行直流电力与交流电力之间的电力转换的电子元件。
[0045] 在以下的说明中,除了另有说明以外,“上”是指图1中的+Z方向,“下”是指图1中的一 Z方向。Z方向如图4所示,是与元件配置面SI正交的方向,将从元件配置面SI朝向被配置在该元件配置面SI的开关元件10侧的方向设为正。即,+Z方向与元件配置面SI的法线向量的方向一致。X方向是沿着元件配置面SI设定的基准方向,如图3所示,将从第一平滑电容器50的正极端子51朝向负极端子52侧的方向设为正。Y方向是沿着元件配置面SI与基准方向(X方向)正交的基准正交方向。Y方向的朝向(正负)如图1所示,以X方向、Y方向、以及Z方向依次构成右手系的正交坐标系的方式来规定。
[0046] 1- 1.开关元件单元的简要结构
[0047] 如图1〜图3所示,开关元件单元I具备开关元件10、二极管元件20、以及第一平滑电容器50。开关元件单元I所具备的开关元件10和二极管元件20如图7所示,相互串联电连接而形成串联元件单元30。开关元件单元I具备至少一个形成串联元件单元30的开关元件10与二极管元件20的组(以下称为“电子元件组”。)。在本实施方式中,开关元件单元I如图3所示,具备多个电子元件组,具体而言,具备形成第一串联元件单元30a的电子元件组、和形成第二串联元件单元30b的电子元件组这两个电子元件组。
[0048] 第一平滑电容器50是抑制向串联元件单元30供给的直流电压的变动的(即,使该直流电压平滑化的)电路部件。在本实施方式中,如图7所示,驱动旋转电机2的旋转电机驱动电路除了逆变器电路91以外还具备升压电路92,作为平滑电容器除了第一平滑电容器50以外旋转电机驱动电路还具备第二平滑电容器60。升压电路92是用于使直流电源3的直流电压升压的电路,具备2个开关元件10、分别与这2个开关元件10并联电连接的共计2个二极管元件20、以及电抗器82而构成。电抗器82根据开关元件10的开关而断续地积蓄能量。直流电源3例如由电池、电容器等构成。在本实施方式中,第一平滑电容器50相当于本发明中的“平滑电容器”。
[0049] 第一平滑电容器50与逆变器电路91的直流侧并联电连接,抑制向构成逆变器电路91的串联元件单元30供给的直流电压的变动。即,第一平滑电容器50抑制向构成串联元件单元30的开关元件10供给的直流电压的变动。用于在电源断开时等使蓄积在第一平滑电容器50的电荷放电的放电电阻81与第一平滑电容器50并联电连接。第二平滑电容器60与直流电源3并联电连接,抑制向构成升压电路92的开关元件10供给的直流电压的变动。即,第一平滑电容器50是使由升压电路92升压后的电压平滑化的升压后平滑电容器,第二平滑电容器60是使由升压电路92升压前的电压平滑化的升压前平滑电容器。
[0050] 如图1等所示,第一平滑电容器50的外面包含平面状的元件配置面S1、第一平面S4、以及第二平面S5。如图3以及图4所示,第一平面S4是在作为X方向的一侧的一 X方向侧的元件配置面SI的端部与该元件配置面SI交叉的面,第二平面S5是在作为X方向的另一侧的+X方向侧的元件配置面SI的端部与该元件配置面SI交叉的面。第一平面S4与第二平面S5形成为相互朝向相反方向。这里,2个面“相互朝向相反方向”意味着各个面的朝向外侧的法线向量彼此的内积为负,包含第一平面S4与第二平面S5相互交叉的情况。元件配置面SI形成在第一平滑电容器50的上侧的外面即上表面(朝向+Z方向侧的面)。在本实施方式中,第一平滑电容器50具有长方体状的外形,元件配置面S1、第一平面S4、以及第二平面S5分别形成为矩形状,并且第一平面S4以及第二平面S5分别形成为与元件配置面SI正交的面。即,在本实施方式中,第一平面S4以及第二平面S5形成为相互朝向相反方向并且相互平行的面。
[0051] 如图1等所示,在元件配置面SI形成有作为与第一平滑电容器50的端子电连接的电极的端子连接电极P(具体为正极侧连接电极Pl以及负极侧连接电极P2),构成串联元件单元30的开关元件10和二极管元件20以与端子连接电极P电连接的状态被配置(换言之,安装)于元件配置面SI。这些开关元件10、二极管元件20以从上侧被放置于元件配置面SI的方式被配置(即载置)。形成于元件配置面SI的端子连接电极P、以及后述的元件间连接电极P3、控制用电极P4、及放电电阻用电极P5 (参照图6)例如能够作为由导体箔(铜箔等)形成的电极。另外,这样的电极例如能够使用打印技术而形成于元件配置面SI。
[0052] 第一平滑电容器50具备作为正极侧的端子的正极端子51、和作为负极侧的端子的负极端子52。这些端子51、52如图7所示,作为在直流电源3以及升压电路92之间进行直流电力的输入输出的端子发挥作用,并且还作为与逆变器电路91之间进行直流电力的输入输出的端子发挥作用。在本实施方式中,如图4所示,正极端子51形成于第一平滑电容器50的被配置在一 X方向侧的端部的第一平面S4,负极端子52形成于第一平滑电容器50的被配置在+X方向侧的端部的第二平面S5。在本实施方式中,正极端子51以及负极端子52双方形成为在第一平滑电容器50的上表面露出。即,在本实施方式中,在第一平滑电容器50的上表面包含由正极端子51的上端部形成的部分、和由负极端子52的上端部形成的部分。并且,在本实施方式中,正极端子51以及负极端子52分别图1〜图3所示,形成为在第一平滑电容器50的Y方向的两侧的侧面(侧方侧的外面)露出。
[0053] 第一平滑电容器50是利用陶瓷材料形成了夹设在电极之间的电介质部分53的陶瓷电容器。该陶瓷材料例如由钛酸钡、钛酸锶等构成。具体如图4以及图5示意性所示那样,第一平滑电容器50是层叠陶瓷电容器,具有电介质部分53经由内部电极54沿层叠方向(这里是上下方向)层叠而成的构造。对内部电极54而言,在层叠方向交替配置有与正极端子51电连接的正极侧内部电极54a、和与负极端子52电连接的负极侧内部电极54b。正极侧内部电极54a形成为在第一平滑电容器50的内部从正极端子51向+X方向侧延伸。负极侧内部电极54b形成为在第一平滑电容器50的内部从负极端子52向一 X方向侧延伸。即,正极端子51以及负极端子52双方作为外部电极发挥作用,形成为遍布第一平滑电容器50的层叠方向的整个区域延伸。此外,在图4以及图5中,表示了电介质部分53的层叠数为“5”,但电介质部分53的实际的层叠数可为任意的值。例如,作为第一平滑电容器50,能够使用电介质部分53的层叠数为100以上的平滑电容器。
[0054] 形成于第一平滑电容器50的外面的元件配置面SI与电介质部分53—体形成。具体而言,在本实施方式中,第一平滑电容器50的上表面(具体为除去端子51、52的部分)由配置于上侧的端部的电介质部分53形成,作为第一平滑电容器50的下侧的外面的下表面(具体为除去端子51、52的部分)由配置在下侧的端部的电介质部分53形成。即,在本实施方式中,形成元件配置面SI的第一平滑电容器50的上表面(具体为该上表面中的除去端子51、52的部分)、与第一平滑电容器50的下表面(具体为该下表面中的除去端子51、52的部分)由与电介质部分53相同的材料一体形成。这样的第一平滑电容器50例如能够使用LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics:低温共烧陶瓷)技术并通过低温同时烧制来制造。
[0055] 1- 2.串联元件单元的配置结构
[0056] 接下来,对开关元件单元I中的串联元件单元30的配置结构进行说明。如图3所示,在本实施方式中,在元件配置面SI配置有第一串联元件单元30a和第二串联元件单元30b这2个串联元件单元30。而且,如图7所示,通过使这2个串联元件单元30各自的中间连接部33彼此电连接,构成了串联元件单元组40。
[0057] 如图7所示,串联元件单元30具备与直流电源3的正极侧连接的正极侧端子部31、和与直流电源3的负极侧(例如,接地侧)连接的负极侧端子部32。在本实施方式中,串联元件单元30的正极侧端子部31经由构成升压电路92的开关元件10以及电抗器82与直流电源3的正极电连接,将被升压电路92升压后的直流电压供给至串联元件单元30的正极侧端子部31。
[0058] 由串联元件单元30构成的串联元件单元组40构成了将直流电压转换为交流电压的逆变器电路91的一个臂组(上段臂和下段臂的组,换言之为管脚(leg))。同一开关元件单元I具备构成相同臂组的多个串联元件单元30。在本实施方式中,同一开关元件单元I具备构成一个臂组的2个串联元件单元30,该构成一个臂组的2个串联元件单元30被配置于同一元件配置面SI。即,在本实施方式中,开关元件单元I具备一个串联元件单元组40。
[0059] 在本实施方式中,如图7所示,交流电压的供给对象的旋转电机2是由三相交流驱动的交流电动机,分别与三相(U相、V相、W相)对应的共计3个臂组并联电连接,来形成逆变器电路91。即,在本实施方式中,除了具备U相串联元件单元组40U的开关元件单元I以夕卜,使用具备V相串联元件单元组40V的开关元件单元和具备W相串联元件单元组40W的开关元件单元来形成逆变器电路91。由于V相串联元件单元组40V、W相串联元件单元组40W除了与旋转电机2的连接关系不同(具体而言,连接对象的线圈的相不同)之外,以与U相串联元件单元组40U相同的方式构成,所以这里对于具备V相串联元件单元组40V的开关元件单元、具备W相串联元件单元组40W的开关元件单元省略图示。
[0060] 这样,在本实施方式中,使用3个开关元件单元来形成逆变器电路91,将一个第一平滑电容器50与各臂组(各串联元件单元组40)并联电连接。在图7中为了避免繁琐,表示了将一个第一平滑电容器50与3个臂组的整体连接的例子。逆变器电路91的控制对象的旋转电机2例如可以为在电动车辆、混合动力车辆等中作为车轮的驱动力源而具备的旋转电机。在本申请说明书中,“旋转电机”的概念还包含马达(电动机)、发电机(Generator)、以及根据需要发挥电动机以及发电机双方的功能的电动发电机的任意一个。
[0061] 如图7所示,串联元件单元30的正极侧端子部31通过与正极侧连接电极Pl (参照图6)电连接而与第一平滑电容器50的正极端子51电连接。另外,串联元件单元30的负极侧端子部32通过与负极侧连接电极P2(参照图6)电连接而与第一平滑电容器50的负极端子52电连接。构成同一串联元件单元组40的多个(在本例中是2个)串联元件单元30各自的中间连接部33相互电连接,并且与对应的相的线圈连接。以下,对用于实现这样的电连接结构的开关元件单元I的结构进行说明。
[0062] 如上述那样,在元件配置面SI形成有与第一平滑电容器50的端子51、52电连接的端子连接电极P。具体如图6所示,作为端子连接电极P在元件配置面SI,形成有与正极端子51电连接的正极侧连接电极Pl和与负极端子52电连接的负极侧连接电极P2。在本实施方式中,还在元件配置面SI形成有具有与正极端子51电连接的部分和与负极端子52电连接的部分双方的放电电阻用电极P5。正极侧连接电极P1、以及与放电电阻用电极P5的正极端子51电连接的部分通过分别形成为覆盖正极端子51的上表面的一部分,来与该正极端子51导通。另外,负极侧连接电极P2、以及与放电电阻用电极P5的负极端子52电连接的部分通过分别形成为覆盖负极端子52的上表面的一部分,来与该负极端子52导通。
[0063] 正极侧连接电极P1、负极侧连接电极P2是用于使开关元件10以及二极管元件20与第一平滑电容器50电连接的电极。因此,在本实施方式中,由正极端子51以及负极端子52的上表面形成了第一平滑电容器50的外部电极中的与逆变器电路91侧的连接部。虽然省略详细的说明,但第一平滑电容器50的外部电极中的与直流电源3侧的连接部也能够成为由正极端子51以及负极端子52的上表面形成的结构。此外,第一平滑电容器50的外部电极中的与直流电源3侧的连接部也能够成为由正极端子51以及负极端子52的侧面或者下表面形成的结构。
[0064] 如图6所示,在元件配置面SI,除了上述3个电极P1、P2、P5以外,还形成有元件间连接电极P3和控制用电极P4。这些电极P3、P4是与第一平滑电容器50的端子51、52电绝缘的电极。这里,“电绝缘”意味着在元件配置面SI上电绝缘,概念上包含经由配置于元件配置面SI的电路元件、布线部件等与第一平滑电容器50的端子51、52电连接的情况。
[0065] 如图6所示,在本实施方式中,正极侧连接电极Pl形成为在元件配置面SI上从正极端子51向X方向的负极端子52侧(即,+X方向侧)延伸,负极侧连接电极P2形成为在元件配置面SI上从负极端子52向X方向的正极端子51侧(即,一 X方向侧)延伸。而且,在本实施方式中,构成为在元件配置面SI的Y方向的整个区域,正极侧连接电极Pl不具有配置在负极端子52与负极侧连接电极P2的X方向上之间的部分。具体而言,正极侧连接电极Pl以及负极侧连接电极P2分别在Z方向观察下形成为矩形状,正极侧连接电极Pl的X方向的长度、与负极侧连接电极P2的X方向的长度被设定为正极侧连接电极Pl与负极侧连接电极P2相互在X方向分离。而且,在元件配置面SI上的正极侧连接电极Pl与负极侧连接电极P2的X方向上之间,形成有使构成串联元件单元30的开关元件10和二极管元件20电连接的元件间连接电极P3。
[0066] 在本实施方式中,正极侧连接电极P1、负极侧连接电极P2、以及元件间连接电极P3如图6所示,形成为在X方向观察时具有重复的部分。即,存在形成有正极侧连接电极Pl的Y方向的区域、形成有负极侧连接电极P2的Y方向的区域、以及形成有元件间连接电极P3的Y方向的区域这3个区域的全部所包含的Y方向的区域,元件间连接电极P3形成为被正极侧连接电极Pl和负极侧连接电极P2从X方向的两侧夹持。另外,元件间连接电极P3在Z方向观察下形成为矩形状。其中,在本例中,元件间连接电极P3如图3所示,在配置第二连接部件62 (后述)的+X方向侧的一部分,具有相对于矩形状部分向一 Y方向侧突出的部分。
[0067] 第一串联元件单元30a以及第二串联元件单元30b双方构成为开关元件10与二极管元件20相互串联电连接,但如图7所示,开关元件10与二极管元件20的配置结构在第一串联元件单元30a和第二串联元件单元30b中不同。具体而言,若在串联元件单元30中将配置在正极侧的元件作为“正极侧元件”,将配置在负极侧的元件作为“负极侧元件”,则第一串联元件单元30a的正极侧元件是开关元件10,与之相对,第二串联元件单元30b的正极侧元件是二极管元件20。第一串联元件单元30a的负极侧元件是二极管元件20,与之相对,第二串联元件单元30b的负极侧元件是开关元件10。
[0068] 而且,若将构成串联元件单元30的正极侧元件与负极侧元件的连接部(换言之,开关元件10与二极管元件20的连接部)设为中间连接部33,则第一串联元件单元30a和第二串联元件单元30b各自的中间连接部33彼此相互电连接。因此,可以说相互并联电连接的第一串联元件单元30a的正极侧元件与第二串联元件单元30b的正极侧元件的元件组、和相互并联电连接的第一串联元件单元30a的负极侧元件与第二串联元件单元30b的负极侧元件的元件组相互串联电连接,构成了串联元件单元组40。即,若在图7所示的逆变器电路中将配置于上段臂的开关元件10以及二极管元件20分别作为上段侧开关元件1a以及上段侧二极管元件20a,并将配置于下段臂的开关元件10以及二极管元件20分别作为下段侧开关元件1b以及下段侧二极管元件20b,则并联电连接有上段侧二极管元件20a的上段侧开关元件10a、和并联电连接有下段侧二极管元件20b的下段侧开关元件1b相互串联电连接,构成了串联元件单元组40。
[0069] 如图3所示,在本实施方式中,上段侧开关元件1a被配置在比下段侧二极管元件20b靠一 Y方向侧,下段侧开关元件1b被配置在比上段侧二极管元件20a靠一 Y方向侧。即,相同的串联元件单元组40所包含的多个开关元件10分别被配置在比构成相同的串联元件单元30的二极管元件20靠Y方向的相同侧。相同的串联元件单元组40所包含的多个开关元件10 (在本例中,是上段侧开关元件1a以及下段侧开关元件1b)以在X方向并列的方式被配置于元件配置面SI。在本实施方式中,如图6所示,元件配置面SI形成为具有长边和短边的长方形,X方向与长边的延伸方向平行,Y方向与短边的延伸方向平行。而且,与开关元件10并联电连接的二极管元件20以与该开关元件10在Y方向并列的方式被配置于元件配置面SI。具体而言,上段侧二极管元件20a与上段侧开关元件1a的+Y方向侧邻接地配置,并且下段侧二极管元件20b与下段侧开关元件1b的+Y方向侧邻接地配置。这里,“邻接地配置”意味着在元件配置面SI的延伸方向(这里是Y方向)上的开关元件10与二极管元件20之间未配置有其他电路元件,另外,概念上包括开关元件10与二极管元件20之间的分离距离为零的状态(B卩,各自的外面彼此接触的状态)和该分离距离比零大的状态双方。
[0070] 由于如上述那样配置有上段侧开关元件10a、下段侧开关元件10b、上段侧二极管元件20a、以及下段侧二极管元件20b,所以在本实施方式中,如图3所示,上段侧开关元件1a被配置在比下段侧二极管元件20b靠一 X方向侧,并且上段侧二极管元件20a被配置在比下段侧开关元件1b靠一 X方向侧。S卩,在本实施方式中,对于第一串联元件单元30a以及第二串联元件单元30b的每一个,构成串联元件单元30的开关元件10以及二极管元件20的任意一个被配置在正极侧的正极侧元件与任意一个被配置在负极侧的负极侧元件相比靠一 X方向侧(即,X方向的正极端子51侧)配置。
[0071] 如图4以及图5所示,开关元件10具有一对主端子12、13和控制端子11。主端子12、13是与直流电压的供给源(在本例中是直流电源3)电连接的端子。这里,将一对主端子12、13中高电位侧的端子设为正极侧主端子12,将低电位侧的端子设为负极侧主端子13。如图5以及图7所示,上段侧二极管元件20a按照阴极端子22与上段侧开关元件1a的正极侧主端子12电连接、阳极端子21与上段侧开关元件1a的负极侧主端子13电连接的方式,以反并联的关系与上段侧开关元件1a电连接。对于下段侧二极管元件20b也同样以反并联的关系与下段侧开关元件1b电连接。S卩,二极管元件20作为FWD (Free WheelD1de:续流二极管)发挥作用。控制端子11是用于接通断开控制开关元件10的控制用的端子,在开关元件10接通的状态下,正极侧主端子12与负极侧主端子13导通,在开关元件10断开的状态下,正极侧主端子12与负极侧主端子13的导通被切断。
[0072] 如图4、图5、图7所示,上段侧开关元件1a的正极侧主端子12构成第一串联元件单元30a的正极侧端子部31,下段侧二极管元件20b的阳极端子21构成第一串联元件单元30a的负极侧端子部32。另外,下段侧开关元件1b的负极侧主端子13构成第二串联元件单元30b的负极侧端子部32,上段侧二极管元件20a的阴极端子22构成第二串联元件单元30b的正极侧端子部31。
[0073] 在本实施方式中,如图7所示,开关元件10是IGBT(insulated gate bipolartransistor:绝缘栅双极型晶体管),正极侧主端子12由集电极端子构成,负极侧主端子13由发射极端子构成,控制端子11由栅极端子构成。而且,控制端子11经由栅极电阻83(参照图3、图5)与未图示的控制单元电连接,各开关元件10根据对控制端子11施加的栅极电压,被分别独立地开关控制。此外,作为开关元件10,也能够使用MOSFET(metal oxidesemiconductor field effect transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)等。
[0074] 如图5所示,正极侧主端子12与负极侧主端子13分别被分在外形形成为长方体状的开关元件10中的相互朝向相反侧的外面而形成。具体而言,开关元件10具有:形成有正极侧主端子12的外面、和形成有负极侧主端子13的外面,这2个外面相互朝向相反方向并且相互形成为平行的面。而且,开关元件10以形成有负极侧主端子13的外面成为与元件配置面SI对置的第一对置配置面S2的方式,被配置于元件配置面SI。S卩,在开关元件10被配置于元件配置面SI的状态下,在开关元件10的上表面配置正极侧主端子12,在开关元件10的下表面配置负极侧主端子13。而且,在本实施方式中,控制端子11在形成有负极侧主端子13的开关元件10的外面与该负极侧主端子13隔着绝缘距离配置。即,在本实施方式中,在开关元件10所具有的第一对置配置面S2形成有主端子12、13 (具体为负极侧主端子13),并且在本实施方式中,在该第一对置配置面S2还形成有控制端子11。
[0075] 开关元件10以第一对置配置面S2与元件配置面SI直接或者经由接合部件抵接的方式,被配置于元件配置面SI。其中,在“与元件配置面SI直接或者经由接合部件抵接”时的元件配置面SI,包含形成于该元件配置面SI的电极。具体如图3〜图5所示,上段侧开关元件1a被配置成经由接合材料93从上侧放置于元件间连接电极P3,上段侧二极管元件20a也被配置成经由接合材料93从上侧放置于元件间连接电极P3。如图5所示,在本例中,在二极管元件20的下表面形成有阳极端子21,在二极管元件20的上表面形成有阴极端子22。S卩,二极管元件20以形成有阳极端子21的外面成为与元件配置面SI对置的第二对置配置面S3的方式,被配置于元件配置面SI,第二对置配置面S3与元件配置面SI直接或者经由接合部件抵接。作为接合部件的接合材料93例如由焊锡、导电性膏等导电性材料构成。由此,形成于上段侧开关元件1a的下表面的负极侧主端子13、和形成于上段侧二极管元件20a的下表面的阳极端子21与元件间连接电极P3电连接。
[0076] 下段侧开关元件1b被配置成经由接合材料93从上侧放置于负极侧连接电极P2,下段侧二极管元件20b也被配置成经由接合材料93从上侧放置于负极侧连接电极P2。由此,形成于下段侧开关元件1b的下表面的负极侧主端子13、和形成于下段侧二极管元件20b的下表面的阳极端子21与负极侧连接电极P2电连接。其中,负极侧连接电极P2与负极端子52电连接,下段侧开关元件1b的负极侧主端子13和下段侧二极管元件20b的阳极端子21经由负极侧连接电极P2与负极端子52电连接。这样,负极侧连接电极P2是用于将由下段侧二极管元件20b的阳极端子21构成的第一串联元件单元30a的负极侧端子部32、和由下段侧开关元件1b的负极侧主端子13构成的第二串联元件单元30b的负极侧端子部32与第一平滑电容器50的负极端子52电连接的电极。
[0077] 如图1以及图2所示,以使形成于上段侧开关元件1a的上表面的正极侧主端子12 (参照图4、图5)、和形成于上段侧二极管元件20a的上表面的阴极端子22与正极侧连接电极Pl电连接的方式,配置有导电性的第一连接部件61。即,第一连接部件61使正极侧连接电极Pl与上段侧开关元件1a电连接,并且使正极侧连接电极Pl与上段侧二极管元件20a电连接。具体如图4所示,第一连接部件61具有以经由接合材料93从上侧放置于正极侧连接电极Pl的方式配置的第一部分61a、和以经由接合材料93从上侧放置于上段侧开关元件1a以及上段侧二极管元件20a的方式配置的第二部分61b。由此,上段侧开关元件1a的正极侧主端子12和上段侧二极管元件20a的阴极端子22与正极侧连接电极Pl电连接。其中,正极侧连接电极Pl与正极端子51电连接,上段侧开关元件1a的正极侧主端子12和上段侧二极管元件20a的阴极端子22经由正极侧连接电极Pl与正极端子51电连接。这样,正极侧连接电极Pl是用于将由上段侧开关元件1a的正极侧主端子12构成的第一串联元件单元30a的正极侧端子部31和由上段侧二极管元件20a的阴极端子22构成的第二串联元件单元30b的正极侧端子部31与第一平滑电容器50的正极端子51电连接的电极。
[0078] 另外,如图1以及图2所示,以使形成于下段侧开关元件1b的上表面的正极侧主端子12 (参照图4)、和形成于下段侧二极管元件20b的上表面的阴极端子22与元件间连接电极P3电连接的方式,配置有导电性的第二连接部件62。即,第二连接部件62使元件间连接电极P3与下段侧开关元件1b电连接,并且使元件间连接电极P3与下段侧二极管元件20b电连接。具体如图4所示,第二连接部件62具有以经由接合材料93从上侧放置于元件间连接电极P3的方式配置的第一部分62a、和以经由接合材料93从上侧放置于下段侧开关元件1b以及下段侧二极管元件20b的方式配置的第二部分62b。由此,下段侧开关元件1b的正极侧主端子12、和下段侧二极管元件20b的阴极端子22与元件间连接电极P3电连接。结果,经由元件间连接电极P3,上段侧开关元件1a的负极侧主端子13以及上段侧二极管元件20a的阳极端子21与下段侧开关元件1b的正极侧主端子12以及下段侧二极管元件20b的阴极端子22电连接。这样,元件间连接电极P3是用于使构成串联元件单元30的开关元件10与二极管元件20之间(具体为上段侧开关元件1a与下段侧二极管元件20b之间、以及上段侧二极管元件20a与下段侧开关元件1b之间)电连接并形成中间连接部33的电极,并且是用于使构成相同的串联元件单元组40的多个串联元件单元30各自的中间连接部33彼此连接的电极。
[0079] 在本实施方式中,如图1、图4等所示,第一连接部件61以及第二连接部件62在上表面具有平坦部分。而且,虽然省略图示,但在该平坦部分的上侧,经由绝缘部件配置有散热片。该绝缘部件具备电绝缘性以及热传导性双方。由此,能够确保开关元件10与散热片之间的电绝缘性,并且使开关元件10的热高效地经由连接部件61、62传递至散热片。这样,连接部件61、62除了作为连接部件(汇流条)的功能以外,还具有作为散热器的功能。
[0080] 控制用电极P4是用于与控制端子11电连接的控制用的电极。具体而言,控制用电极P4如图5所示,具有被配置在控制端子11的下侧并与该控制端子11电连接的部分、和在一 Y方向侧与该部分分尚的部分(分尚部分),为了使这2个部分电连接以从上侧放置的方式配置有栅极电阻83。另外,虽然省略图示,但在上述分离部分形成有可挠性印刷电路基板的连接端子,控制端子11经由该可挠性印刷电路基板与生成开关控制信号(在本例中是栅极驱动信号)的控制单元(未图示)电连接。其中,可挠性印刷电路基板是具有柔软性并能够使其大幅变形的印刷电路基板。
[0081] 另外,放电电阻用电极P5是用于配置与第一平滑电容器50并联电连接的放电电阻81 (参照图7)的电极。具体如图6所示,放电电阻用电极P5具有相互在X方向分离的2个部分的与正极端子51电连接的部分、和与负极端子52电连接的部分。而且,如图1所示,为了使这2个部分电连接,以从上侧放置的方式配置有放电电阻81。
[0082] 2.第二实施方式
[0083] 参照图8〜图10,对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式涉及的开关元件单元I与上述第一实施方式的不同之处在于具备多个串联元件单元组40。以下,依次对本实施方式涉及的2个具体例进行说明。此外,在对于本实施方式以及以下说明的第三及第四实施方式各实施方式的说明中,以与上述第一实施方式的不同点为中心来进行说明,未特别说明的点与上述第一实施方式相同。
[0084] 2-1.第一具体例
[0085] 如图8所示,在第一具体例中,开关元件单元I具备2个串联元件单元组40。具体而言,开关元件单元I除了 U相串联元件单元组40U以外还具备V相串联元件单元组40V。图7所示,V相串联元件单元组40V除了中间连接部33的连接对象的线圈的相不同以外,与U相串联元件单元组40U同样地构成。即,构成V相串联元件单元组40V的第三串联元件单元30c与构成U相串联元件单元组40U的第一串联元件单元30a同样地构成,构成V相串联元件单元组40V的第四串联元件单元30d与构成U相串联元件单元组40U的第二串联元件单元30b同样地构成。
[0086] 而且,如图8所示,V相串联元件单元组40V在+Y方向侧与U相串联元件单元组40U并列配置。即,可以说本具体例涉及的开关元件单元I是在Y方向并列有2个上述第一实施方式涉及的开关元件单元I (参照图3)的结构。其中,在图8中为了避免繁琐,对于与放电电阻81、栅极电阻83相关的部分省略图不。在该结构中,由于一个第一平滑电容器50与2个臂组(2个串联元件单元组40)并联电连接,所以本例中的第一平滑电容器50的容量与上述第一实施方式相比为2倍。
[0087] 图9是简化表示图8所示的本具体例涉及的开关元件单元I的示意图。图9以及在后面参照的图10〜21各附图是用于说明元件配置面SI中的各元件10、20之间的相互的位置关系、和根据该位置关系确定的元件配置面SI中的各电极P1、P2、P3之间的相互的位置关系的附图。因此,在图9〜图21中,为了容易理解这些位置关系,省略了连接部件61、62的图示,并且示意性地表示了各元件10、20、各电极P1、P2、P3的形状。
[0088] 2 — 2.第二具体例
[0089] 如图10所示,在第二具体例中,与上述第一具体例不同,开关元件单元I具备3个串联元件单元组40。具体而言,开关元件单元I除了 U相串联元件单元组40U和V相串联元件单元组40V以外,还具备W相串联元件单元组40W。如图7所示,W相串联元件单元组40W除了中间连接部33的连接对象的线圈的相不同以外,与U相串联元件单元组40U同样地构成。即,构成W相串联元件单元组40W的第五串联元件单元30e与构成U相串联元件单元组40U的第一串联元件单元30a同样地构成,构成W相串联元件单元组40W的第六串联元件单元30f与构成U相串联元件单元组40U的第二串联元件单元30b同样地构成。在该结构中,由于一个第一平滑电容器50与3个臂组(3个串联元件单元组40)并联电连接,所以本例中的第一平滑电容器50的容量与上述第一实施方式相比为3倍。
[0090] 此外,在这些第一具体例(图9)、第二具体例(图10)中,在不同的串联元件单元组40之间,上段侧开关元件10a、下段侧开关元件10b、上段侧二极管元件20a、以及下段侧二极管元件20b的在元件配置面SI上的配置关系相互相同,但在不同的串联元件单元组40之间也可以使该配置关系相互不同。例如,对于图9所示的具体例的V相串联元件单元组40V,能够成为将上段侧开关元件1a与上段侧二极管元件20a调换了的结构、将下段侧开关元件1b与下段侧二极管元件20b调换了的结构、或者将上段侧开关元件1a与上段侧二极管元件20a调换并且将下段侧开关元件1b与下段侧二极管元件20b调换了的结构。在后述的各具体例中,也能够进行同样的调换。
[0091] 3.第三实施方式
[0092] 参照图11〜图18,对本发明的第三实施方式进行说明。本实施方式涉及的开关元件单元I与上述第一以及第二实施方式的不同之处在于:对于该开关元件单元I所具备的至少一个串联元件单元组40,该串联元件单元组40所包含的多个正极侧元件分别被配置在比构成相同的串联元件单元30的极侧元件靠Y方向的相同侧。另外,本实施方式涉及的开关元件单元I与上述第一以及第二实施方式的不同之处在于:对于该开关元件单元I所具备的至少一个串联元件单元组40,该串联元件单元组40所包含的多个开关元件10分别被配置在比构成相同的串联元件单元30的二极管元件20靠X方向的相同侧。以下,依次对本实施方式涉及的8个具体例进行说明。
[0093] 3-1.第一具体例
[0094] 如图11所示,在第一具体例中,开关元件单元I具备2个串联元件单元组40 (U相串联元件单元组40U以及V相串联元件单元组40V)。在本具体例中,由于在U相串联元件单元组40U和V相串联元件单元组40V之间,上段侧开关元件10a、下段侧开关元件10b、上段侧二极管元件20a、以及下段侧二极管元件20b的在元件配置面SI上的配置关系相互相同,所以以下仅对U相串联元件单元组40U进行说明。
[0095] 如图11所示,作为第一串联元件单元30a的正极侧元件的上段侧开关元件1a被配置在比作为第一串联元件单元30a的负极侧元件的下段侧二极管元件20b靠一 Y方向侦牝作为第二串联元件单元30b的正极侧元件的上段侧二极管元件20a被配置在比作为第二串联元件单元30b的负极侧元件的下段侧开关元件1b靠一 Y方向侧。S卩,U相串联元件单元组40U所包含的多个正极侧元件分别被配置在比构成相同的串联元件单元30的负极侧元件靠一 Y方向侧。而且,在本具体例中,对于开关元件单元I所具备的全部串联元件单元组40而言,该串联元件单元组40所包含的多个正极侧元件分别被配置在比构成相同的串联元件单元30的负极侧元件靠Y方向的相同侧。
[0096] 另外,在本具体例中,相对于第一串联元件单元30a而言,正极侧元件被配置在比负极侧元件靠一 X方向侧,对第二串联元件单元30b而言,正极侧元件被配置在比负极侧元件靠+X方向侧。即,上段侧开关元件1a被配置在比下段侧二极管元件20b靠一 X方向侧,下段侧开关元件1b被配置在比上段侧二极管元件20a靠一 X方向侧。因此,在本具体例中,相同的串联元件单元组40所包含的多个开关元件10分别被配置在比构成相同的串联元件单元30的二极管元件20靠X方向的相同侧。相同的串联元件单元组40所包含的多个开关元件10(在本例中,上段侧开关元件1a以及下段侧开关元件1b)以在Y方向并列的方式被配置于元件配置面SI。
[0097] 如图11所示,在本具体例中,也与上述第一以及第二的实施方式相同,在元件配置面SI的Y方向的整个区域,正极侧连接电极Pl不具有被配置在负极侧连接电极P2的+X方向侧的部分。即,在元件配置面Si的Y方向的整个区域中,正极侧连接电极Pl不具有被配置在负极端子52与负极侧连接电极P2的X方向的之间的部分。另外,在本具体例中,正极侧连接电极Pl具有相对于元件间连接电极P3在一 Y方向侧向X方向延伸的部分,负极侧连接电极P2具有相对于元件间连接电极P3在+Y方向侧向X方向延伸的部分。因此,在本具体例中,与上述第一以及第二实施方式不同,元件间连接电极P3形成在元件配置面SI上的正极侧连接电极Pl与负极侧连接电极P2的Y方向的之间。即,与上述第一以及第二实施方式不同,正极侧连接电极P1、负极侧连接电极P2、以及元件间连接电极P3形成为在Y方向观察下具有重复的部分。
[0098] 3-2.第二具体例
[0099] 如图12所示,第二具体例相当于对于第一具体例(图11)中的各串联元件单元组40,将上段侧开关元件1a和下段侧开关元件1b调换并且将上段侧二极管元件20a和下段侧二极管元件20b调换了的结构。即,在本具体例中,与上述第一具体例不同,U相串联元件单元组40U所包含的多个正极侧元件分别被配置在比构成相同的串联元件单元30的负极侧元件靠+Y方向侧。另外,在本具体例中,与上述第一具体例不同,正极侧连接电极PI具有相对于元件间连接电极P3在+Y方向侧向X方向延伸的部分,负极侧连接电极P2具有相对于元件间连接电极P3在一 Y方向侧向X方向延伸的部分。
[0100] 3 — 3.第二具体例
[0101] 如图13所示,第三具体例相当于将第一具体例(图11)中的V相串联元件单元组40V、和第二具体例(图12)中的U相串联元件单元组40U组合而成的结构。g卩,在本具体例中,在不同的串联元件单元组40之间,上段侧开关元件10a、下段侧开关元件1b、上段侧二极管元件20a、以及下段侧二极管元件20b的在元件配置面SI上的配置关系相互不同。
[0102] 3 — 4.第四具体例
[0103] 如图14所示,第四具体例相当于将第一具体例(图11)中的U相串联元件单元组40U、和第二具体例(图12)中的V相串联元件单元组40V组合而成的结构。
[0104] 3 — 5.第五具体例
[0105] 如图15所示,第五具体例相当于将上述第二实施方式涉及的第一具体例(图9)中的U相串联元件单元组40U、和本实施方式涉及的第二具体例(图12)中的V相串联元件单元组40V组合而成的结构。在本具体例中,对于开关元件单元I所具备的一部分的串联元件单元组40 (具体为V相串联元件单元组40V)而言,该串联元件单元组40所包含的多个正极侧元件分别被配置在比构成相同的串联元件单元30的负极侧元件靠Y方向的相同侧。
[0106] 3-6.第六具体例
[0107] 如图16所示,第六具体例相当于将上述第二实施方式涉及的第一具体例(图9)中的U相串联元件单元组40U、和本实施方式涉及的第一具体例(图11)中的V相串联元件单元组40V组合而成的结构。
[0108] 3-7.第七具体例
[0109] 如图17所示,第七具体例相当于将上述第二实施方式涉及的第一具体例(图9)中的V相串联元件单元组40V、和本实施方式涉及的第一具体例(图11)中的U相串联元件单元组40U组合而成的结构。
[0110] 3 —8.第八具体例
[0111] 如图18所示,第八具体例相当于将上述第二实施方式涉及的第一具体例(图9)中的V相串联元件单元组40V、和本实施方式涉及的第二具体例(图12)中的U相串联元件单元组40U组合而成的结构。
[0112] 4.第四实施方式
[0113] 参照图19〜图21,对本发明的第四实施方式进行说明。本实施方式涉及的开关元件单元I与上述第一〜第三实施方式的不同之处在于,对于该开关元件单元I所具备的至少一个串联元件单元组40而言,正极侧连接电极Pl具有配置在负极端子52与负极侧连接电极P2的X方向的之间的部分。以下,依次对本实施方式涉及的3个具体例进行说明。
[0114] 4 一 1.第一具体例
[0115] 如图19所示,在第一具体例中,开关元件单元I具备2个串联元件单元组40 (U相串联元件单元组40U以及V相串联元件单元组40V),对于全部的串联元件单元30,正极侧元件被配置在比负极侧元件靠+X方向侧(即,X方向的负极端子52侧)。由于具备这样的配置结构,所以如图19所示,在本具体例中,对于2个串联元件单元组40的每一个,正极侧连接电极Pl具有被配置在负极侧连接电极P2的+X方向侧的部分。即,正极侧连接电极Pl具有被配置在负极端子52与负极侧连接电极P2的X方向的之间的部分。
[0116] 4 一 2.第二具体例
[0117] 如图20所示,在第二具体例中,相当于将上述第二实施方式涉及的第一具体例(图9)中的U相串联元件单元组40U、和本实施方式涉及的第一具体例(图19)中的V相串联元件单元组40V组合而成的结构。即,在本具体例中,对于开关元件单元I所具备的一部分的串联元件单元组40而言,正极侧连接电极Pl具有被配置在负极端子52与负极侧连接电极P2的X方向的之间的部分。
[0118] 4 一 3.第三具体例
[0119] 如图21所示,在第三具体例中,相当于将上述第二实施方式涉及的第一具体例(图9)中的V相串联元件单元组40V、和本实施方式涉及的第一具体例(图19)中的U相串联元件单元组40U组合而成的结构。
[0120] 5.其他实施方式
[0121] 最后,对本发明涉及的开关元件单元的其他实施方式进行说明。其中,以下的各个实施方式所公开的结构、以及上述的各实施方式中公开的结构只要不产生矛盾,便能够与在其他实施方式中公开的结构组合来应用。
[0122] (I)在上述的各实施方式中,以利用与电介质部分53相同的材料形成元件配置面Si的结构为例进行了说明。但是,本发明的实施方式并不限于此,也能够成为利用与该电介质部分53不同的材料形成元件配置面SI的结构。另外,在上述的各实施方式中,以在元件配置面SI配置了偶数个串联元件单元30的结构为例进行了说明,但也能够成为将奇数个(例如一个、三个等)串联元件单元30配置于元件配置面SI的结构。
[0123] (2)在上述各实施方式中,以在开关元件10所具有的第一对置配置面S2形成有控制端子11的结构为例进行了说明。但是,本发明的实施方式并不限于此,也能够成为在开关元件10的第一对置配置面S2以外的外面(例如上侧的外面即上表面)形成有控制端子11的结构。该情况下,例如能够成为控制端子11经由线部件与控制用电极P4电连接的结构。另外,该情况下,也能够成为不在元件配置面SI形成控制用电极P4,控制端子11不经由元件配置面SI地与生成开关控制信号(在本例中为栅极驱动信号)的控制单元(未图示)电连接的结构。
[0124] (3)在上述各实施方式中,以与开关元件10并联电连接的二极管元件20和该开关元件10邻接地被配置于元件配置面SI的结构为例进行了说明。但是,本发明的实施方式并不限于此,也能够成为将其他的电路元件配置在相互并联电连接的开关元件10与二极管元件20的元件配置面SI的延伸方向的之间的结构。
[0125] (4)在上述的各实施方式中,以逆变器电路91是将直流电压转换为三相的交流电压的直流交流转换电路,逆变器电路91具备6个开关元件10的结构为例进行了说明。但是,本发明的实施方式并不限于此,也能够成为逆变器电路91是将直流电压转换为单相的交流电压的直流交流转换电路,逆变器电路91具备四个开关元件10的结构。
[0126] (5)在上述的各实施方式中,以将本发明涉及的开关元件单元应用到用于控制旋转电机2的逆变器电路91 (参照图7)的情况为例进行了说明。但是,本发明的实施方式并不限于此,也能够将本发明涉及的开关元件单元应用到升压电路92等其他电路。在应用到升压电路92的情况下,例如能够成为在第二平滑电容器60的外面形成元件配置面,并在该元件配置面配置了由构成升压电路92的开关元件10和二极管元件20形成的串联元件单元的结构。虽然省略了详细内容,但在这样的结构中,除了上述实施方式中的元件配置面SI被置换为第二平滑电容器60的上述元件配置面以外,能够与上述实施方式同样地构成。
[0127] (6)在上述的各实施方式中,以驱动旋转电机2的旋转电机驱动电路除了逆变器电路91以外还具备升压电路92的结构为例进行了说明。但是,本发明的实施方式并不限于此,也能够成为驱动旋转电机2的旋转电机驱动电路不具备升压电路92的结构。
[0128] (7)关于其他结构,本说明书中公开的实施方式在全部的方面都是例示,本发明的实施方式也不限于此。即,关于本申请的权利要求书中未记载的结构,在不脱离本发明的目的的范围内能够适当地改变。
[0129] 工业上的可利用性
[0130] 本发明能够优选利用于具备开关元件以及二极管元件的开关元件单元。
[0131] 符号说明:1…开关元件单元;10…开关元件;20…二极管元件;30…直接元件单元;31…正极侧端子部;32…负极侧端子部;33…中间连接部;40…直接元件单元组;50...第一平滑电容器(平滑电容器);51…正极端子;52…负极端子;53...电介质部分;54a…正极侧内部电极;54b…负极侧内部电极;P1…正极侧连接电极;P2…负极侧连接电极;P3...元件间连接电极;SL...元件配置面;S4…第一平面;S5…第二平面;X…基准方向;Y…基准正交方向。

Claims (7)

1.一种开关元件单元,是具备至少一个被相互串联电连接而形成串联元件单元的开关元件和二极管元件的组,并且具备抑制向所述串联元件单元供给的直流电压的变动的平滑电容器的开关元件单元,该开关元件单元的特征在于, 所述平滑电容器是利用陶瓷材料形成夹设在电极之间的电介质部分的陶瓷电容器, 在所述平滑电容器的外面包含与所述电介质部分一体形成的元件配置面、在沿着所述元件配置面设定的基准方向的一侧的所述元件配置面的端部与该元件配置面交叉的第一平面、以及在所述基准方向的另一侧的所述元件配置面的端部与该元件配置面交叉的第二平面,在所述第一平面形成有所述平滑电容器的正极端子,并且在所述第二平面形成有所述平滑电容器的负极端子, 在所述元件配置面形成有与所述正极端子电连接的正极侧连接电极、和与所述负极端子电连接的负极侧连接电极, 构成所述串联元件单元的所述开关元件和所述二极管元件被配置于所述元件配置面,并且该串联元件单元的正极侧端子部与所述正极侧连接电极电连接,该串联元件单元的负极侧端子部与所述负极侧连接电极电连接。
2.根据权利要求1所述的开关元件单元,其特征在于, 在所述平滑电容器的内部形成有从所述正极端子向所述基准方向的所述负极端子侧延伸的正极侧内部电极、和从所述负极端子向所述基准方向的所述正极端子侧延伸的负极侧内部电极。
3.根据权利要求1或者2所述的开关元件单元,其特征在于, 以沿着所述元件配置面与所述基准方向正交的方向为基准正交方向, 在所述元件配置面的所述基准正交方向的整个区域,构成为所述正极侧连接电极不具有被配置在所述负极端子与所述负极侧连接电极的所述基准方向的之间的部分。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的开关元件单元,其特征在于, 构成所述串联元件单元的所述开关元件与所述二极管元件的连接部是中间连接部, 多个所述串联元件单元各自的所述中间连接部彼此电连接而构成串联元件单元组, 以沿着所述元件配置面与所述基准方向正交的方向作为基准正交方向, 相同的所述串联元件单元组所包含的多个所述开关元件分别比构成相同的所述串联元件单元的所述二极管元件靠所述基准方向的相同侧、或者所述基准正交方向的相同侧配置。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的开关元件单元,其特征在于, 构成所述串联元件单元的所述开关元件以及所述二极管元件的任意一个被配置在正极侧的正极侧元件比所述开关元件以及所述二极管元件的任意一个被配置在负极侧的负极侧元件靠所述基准方向的所述正极端子侧配置。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的开关元件单元,其特征在于, 构成所述串联元件单元的所述开关元件以及所述二极管元件的任意一个被配置在正极侧的正极侧元件与所述开关元件以及所述二极管元件的任意一个被配置在负极侧的负极侧元件的连接部是中间连接部, 多个所述串联元件单元各自的所述中间连接部彼此电连接而构成串联元件单元组, 以沿着所述元件配置面与所述基准方向正交的方向为基准正交方向, 相同的所述串联元件单元组所包含的多个所述正极侧元件分别比构成相同的所述串联元件单元的所述负极侧元件靠所述基准正交方向的相同侧配置。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的开关元件单元,其特征在于, 所述正极侧连接电极形成为在所述元件配置面上从所述正极端子向所述基准方向的所述负极端子侧延伸, 所述负极侧连接电极形成为在所述元件配置面上从所述负极端子向所述基准方向的所述正极端子侧延伸, 在所述元件配置面上的所述正极侧连接电极与所述负极侧连接电极的所述基准方向的之间,形成有使构成所述串联元件单元的所述开关元件与所述二极管元件电连接的元件间连接电极。
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