CN112514220B - 功率转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的功率转换装置(90)包括：电路基板(31)，其形成有布线(33、34、35)并且安装有多个半导体开关元件(1a、1b)；以及驱动电路(2a)，其安装于电路基板(31)并且共通地驱动多个半导体开关元件(1a、1b)中的至少2个，多个半导体开关元件(1a、1b)的封装形状为同一形状，并按如下位置关系来配置：使彼此的控制端子间的距离即控制端子间距离(L)比配置有控制端子(22)的封装的边即端子边的长度(lt)要短。

Description

功率转换装置
技术领域
本申请涉及具备半导体开关元件的功率转换装置，尤其涉及半导体开关元件的配置。
背景技术
功率转换装置中，为了小型化，有时使用水冷方式(例如，专利文献1、专利文献2)。专利文献1和专利文献2的功率转换装置中，作为半导体开关元件，使用了密封在重视冷却的例如TO247封装等带引线的封装中的元件。专利文献1的功率转换装置中，使配置在供制冷剂流动的制冷剂通路上的金属盖与半导体开关元件的冷却面经由绝缘材料的散热片相对，半导体开关元件通过螺钉固定于金属盖。专利文献2的功率转换装置中，使配置在供制冷剂流动的制冷剂流路上的上部构件与半导体开关元件的冷却面经由绝缘材料的热传导树脂片相对，半导体开关元件通过螺钉固定于上部构件。
专利文献1和专利文献2的功率转换装置中，具备制冷剂流路构造的冷却器需要半导体开关元件的封装安装用的螺钉孔。为了确保制冷剂流路构造的强度，螺钉安装位置设定于壳体或底部构件的壁侧。功率转换装置所具备的多个半导体开关元件配置为使封装的螺钉位置直线状地对准且使引线的位置对准，即、使安装方向对齐。由此，专利文献1和专利文献2的功率转换装置确保了制冷剂流路构造的强度，并简化了制冷剂流路构造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5823020号公报(图1、图2)
专利文献2：日本专利第5535292号公报(图1、图2)
发明内容
发明所要解决的技术问题
另一方面，作为半导体开关元件，若使用由能进行高速动作的带隙较宽的宽带隙半导体材料、即GaN(Gallium Nitride：氮化镓)类材料、SiC(Silicon Carbide：碳化硅)等所形成的宽带隙半导体元件，则为了确保因高速动作引起的动作稳定性，选择引线较短的表面安装封装。此外，即使半导体开关元件不使用宽带隙半导体而使用硅，为了确保因高速动作引起的动作稳定性，有时也选择引线较短的表面安装封装。作为该情况下的散热构造，经由金属基板或玻璃环氧基板安装于冷却器。此时，从功率转换装置所具备的多个半导体开关元件的安装容易性出发，半导体开关元件一般采用使封装的安装方向对齐的配置、即专利文献1和专利文献2中所采用的半导体开关元件的安装配置。
此外，功率转换装置具备对大功率进行处理的功率电路，因此，需要防止对处理小信号的控制电路的噪声耦合，需要确保半导体开关元件的驱动稳定性。因此，功率转换装置需要在布局上将功率电路区域与控制电路区域分离。半导体开关元件从控制电路接收小信号的控制信号来对大功率的信号进行开关，因此，需要将半导体开关元件的封装的安装方向对齐。例如，对于一般的表面安装封装(D2PAK或D3PAK)，由于漏极端子和栅极端子配置在同一封装边，因此，进行布线，以使得栅极端子朝向驱动电路的IC(Integrated Circuit：集成电路)的方向，缩短栅极端子与驱动电路之间的布线，并且不与功率电路布线相交叉。
这里，以使用了GaN类材料的半导体开关元件为例，考虑用1个驱动电路来驱动2个以上的半导体开关元件的情况。使用了GaN类材料的半导体开关元件的一般的表面安装封装中，底面是源极端子，因此，为了使与朝向控制电路即驱动电路的方向的漏极端子相连接的漏极布线延伸到功率电路区域，需要在相邻的半导体开关元件间配置漏极布线，不得不使相邻的半导体开关元件彼此隔开距离。并且，在半导体开关元件处理高电压的情况下，为了确保源极端子与漏极端子的爬电距离，不得不使相邻的半导体开关元件间进一步隔开距离。由此，在用1个驱动电路来驱动隔开距离的2个以上的半导体开关元件的情况下，进行驱动的1个驱动电路与各个半导体开关元件隔开距离，半导体开关元件的动作变得不稳定。另外，即使是使用了硅的半导体开关元件，若使栅极电阻变小来提高开关速度，则半导体开关元件的动作也变得不稳定。
本申请说明书所公开的技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，当利用1个驱动电路来驱动2个以上的半导体开关元件时，使半导体开关元件的驱动稳定性提高。
解决技术问题所采用的技术方案
本申请说明书所公开的功率转换装置的一个示例中，该功率转换装置具备多个半导体开关元件，并且控制多个半导体开关元件的导通期间来对输入功率进行功率转换，其包括：电路基板，该电路基板形成有布线并且安装有多个半导体开关元件；以及驱动电路，该驱动电路安装于电路基板，并且共通地驱动多个半导体开关元件中的至少2个。半导体开关元件具有：控制端子，该控制端子输入有驱动电路所生成的控制信号；第一功率端子，该第一功率端子产生成为控制信号的电压基准的电位；以及第二功率端子，比控制信号更大的功率流过该第二功率端子。由驱动电路共通地驱动的多个半导体开关元件的封装形状为同一形状，并按如下位置关系来配置：使彼此的控制端子间的距离即控制端子间距离比配置有控制端子的封装的边即端子边的长度要短。
发明效果
本申请说明书所公开的功率转换装置的一个示例中，由驱动电路共通地驱动按照使彼此的控制端子间距离比端子边的长度要短的位置关系来配置的多个半导体开关元件，因此，能提高半导体开关元件的驱动稳定性。
附图说明
图1是示出实施方式1所涉及的功率转换装置的结构的图。
图2是示出包含图1的半导体开关元件的半导体模块的结构的图。
图3是示出图1的半导体开关元件的封装的图。
图4是对图2的半导体开关元件间的栅极端子间距离进行说明的图。
图5是对比较例的半导体开关元件间的栅极端子间距离进行说明的图。
图6是示出图1的半导体开关元件的其它封装的图。
图7是示出图1的2个半导体开关元件的配置的其它配置例的图。
图8是示出图1的2个半导体开关元件的配置的另一个其它配置例的图。
图9是示出包含图1的半导体开关元件的其它半导体模块的结构的图。
图10是示出实施方式2所涉及的功率转换装置的结构的图。
图11是示出包含图10的半导体开关元件的半导体模块的结构的图。
图12是示出包含图10的半导体开关元件的其它半导体模块的结构的图。
图13是示出实施方式3所涉及的半导体模块的结构的图。
图14是示出实施方式4所涉及的半导体模块的结构的图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是示出实施方式1所涉及的功率转换装置的结构的图，图2是示出包含图1的半导体开关元件的半导体模块的结构的图。图3是示出图1的半导体开关元件的封装的图。图1所示的功率转换装置90的一个示例是绝缘型的全桥DC/DC转换器。功率转换装置90包括变压器14、单相逆变器12、整流电路15、电抗器16、输出电容器17和控制电路13。控制电路13对输入电压Vi和输出电压Vo进行监视，并输出控制单相逆变器12的半导体开关元件1a、1b、1c、1d的栅极信号sig1。单相逆变器12是功率转换装置，其对多个半导体开关元件1a、1b、1c、1d的导通期间进行控制来将由输入电源11所提供的直流的输入功率功率转换为交流功率。
变压器14对单相逆变器12与整流电路15进行绝缘。变压器14具有初级绕组54a和次级绕组54b。单相逆变器12与变压器14的初级绕组54a相连接。单相逆变器12将输入电源11的直流电压即输入电压Vi转换为交流电压。单相逆变器12包括多个半导体开关元件1a、1b、1c、1d、驱动半导体开关元件1a、1b的驱动电路2a、以及驱动半导体开关元件1c、1d的驱动电路2b。驱动电路2a、2b是处理小信号的控制电路。半导体开关元件1a、1b、1c、1d例如是以硅为基材的、即使用了硅的MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-Field EffectTransistor：金属氧化物半导体-场效应晶体管)。半导体开关元件1a、1b、1c、1d在从源极到漏极的方向上具有反向导通特性。半导体开关元件1a、1b、1c、1d构成了全桥电路。驱动电路2a、2b是处理小信号的驱动电路的IC。
半导体开关元件1a、1b配置在上臂侧，半导体开关元件1b、1d配置在下臂侧。上臂侧的半导体开关元件与下臂侧的半导体开关元件串联连接。具体而言，半导体开关元件1a的源极端子与半导体开关元件1b的漏极端子串联连接，构成串联电路。半导体开关元件1c的源极端子与半导体开关元件1d的漏极端子串联连接，构成串联电路。在半导体开关元件1a和半导体开关元件1b的连接点5a、与半导体开关元件1c和半导体开关元件1d的连接点5b之间连接有变压器14的初级绕组54a。
整流电路15连接到变压器14的次级绕组54b。整流电路15包括作为整流元件(半导体元件)的二极管55a、55b、55c、55d。二极管55a、55b、55c、55d构成了全桥电路。整流电路15的输出与输出滤波用的电抗器16和输出电容器17相连接，并向负载18输出直流电压即输出电压Vo。
控制电路13配置在功率转换装置90的主电路的外部。分别监视输入电压Vi和输出电压Vo，并将其输入至控制电路13。控制电路13输出对半导体开关元件1a～1d进行控制的栅极信号sig1，来控制半导体开关元件1a～1d的导通占空比(导通期间)，以使得输出电压Vo成为目标电压。此时，为了驱动半导体开关元件1a～1d，栅极信号sig1被输入至驱动电路2a、2b。驱动电路2a、2b分别成为双通道结构，能独立地对2个半导体开关元件输出驱动信号(栅极输入信号)。驱动电路2a分别通过栅极布线3a和源极布线4a连接至半导体开关元件1a的栅极端子和源极端子，此外，分别通过栅极布线3b和源极布线4b连接至半导体开关元件1b的栅极端子和源极端子。驱动电路2b分别通过栅极布线3c和源极布线4c连接至半导体开关元件1c的栅极端子和源极端子，此外，分别通过栅极布线3d和源极布线4d连接至半导体开关元件1d的栅极端子和源极端子。驱动电路2a通过来自控制电路13的栅极信号sig1来驱动半导体开关元件1a、1b。驱动电路2b通过来自控制电路13的栅极信号sig1来驱动半导体开关元件1c、1d。栅极端子是输入控制信号(驱动信号)的控制端子，源极端子是第一功率端子，有与控制信号相比功率更大且由输入电源11所提供的功率流过，并且产生成为控制信号的电压基准的电位，漏极端子是第二功率端子，有与控制信号相比功率更大且由输入电源11所提供的功率流过。
对图1的单相逆变器12的结构部件的安装构造的示例进行说明。单相逆变器12构成为包括：具备由半导体开关元件1a、1b和驱动电路2a所构成的半桥电路的半导体模块20；以及具备由半导体开关元件1c、1d和驱动电路2b所构成的半桥电路的半导体模块20。图2中，示出了具备由半导体开关元件1a、1b和驱动电路2a所构成的半桥电路的半导体模块20。具备由半导体开关元件1c、1d和驱动电路2b所构成的半桥电路的半导体模块20的结构和各部件的配置与图2的半导体模块20相同。具备由半导体开关元件1a、1b和驱动电路2a所构成的半桥电路的半导体模块20、与具备由半导体开关元件1c、1d和驱动电路2b所构成的半桥电路的半导体模块20之间的连接例如通过金属板的汇流条等相连接。这里，说明包括半导体开关元件1a、1b以及对它们进行驱动的驱动电路2a的半导体模块20。
例如，半导体开关元件1a、1b表面安装于以金属为基材的金属基板即电路基板31的表面。示出了半导体开关元件1a、1b为通常用于表面安装型的D2PAK或D3PAK的示例。由驱动电路2a共通地驱动的半导体开关元件1a、1b的封装形状相同。构成全桥电路的半导体开关元件1a、1b、1c、1d通常为相同的封装形状。如图3所示，半导体开关元件1中，表面安装于电路基板31的面是源极端子23，在一边配置有漏极端子21和栅极端子22。将配置有漏极端子21和栅极端子22的封装的边称为端子边。另外，半导体开关元件的标号统一使用1，在进行区别说明时使用1a、1b、1c、1d等。漏极端子的标号统一使用21，在进行区别说明时使用21a、21b等。源极端子的标号统一使用22，在进行区别说明时使用22a、22b等。半导体开关元件1a和半导体开关元件1b在电路基板31的安装面上在一方相对于另一方旋转了大致90°的状态下被安装，以使得栅极端子22a与栅极端子22b接近。电路基板31的背面(与表面相反一侧的面)连接有对半导体开关元件1a、1b进行冷却的冷却器40。
半导体开关元件1a的栅极端子22a经由栅极布线3a与驱动电路2a相连接。形成于半导体开关元件1a的安装面(底面)的源极端子经由源极布线4a与驱动电路2a相连接。半导体开关元件1b的栅极端子22b经由栅极布线3b与驱动电路2a相连接。半导体开关元件1b的源极端子经由源极布线4b与驱动电路2a相连接。半导体开关元件1a的漏极端子21a连接至基板布线33，半导体开关元件1a的源极端子和半导体开关元件1b的漏极端子21b连接至基板布线34，半导体开关元件1b的源极端子连接至基板布线35。基板布线34是连接半导体开关元件1a的源极端子与半导体开关元件1b的漏极端子21b的布线，也就是构成图1的连接点5a的布线。基板布线34的电位是半桥的中点电位。另外，图2中，示出了半导体开关元件1a、1b的栅极仅通过布线连接至驱动电路2a的示例，但也可以是如下结构：在半导体开关元件1a、1b与驱动电路2a之间具有栅极电阻、铁氧体磁珠、齐纳二极管、电容器等的栅极电路。
实施方式1的半导体模块20中，如图2所示，在电路基板31的安装面上使一方相对于另一方的半导体开关元件旋转了大致90°的状态下安装半导体开关元件1a、1b，以使得彼此的栅极端子22a与栅极端子22b接近。即，半导体开关元件1a、1b彼此的配置角度大致为90°。换言之，配置有半导体开关元件1a的漏极端子21a、栅极端子22a的封装的端子边、与配置有半导体开关元件1b的漏极端子21b、栅极端子22b的封装的端子边之间的角度大致为90°。或者，平行于配置有半导体开关元件1a的漏极端子21a、栅极端子22a的封装的端子边的基准线、与平行于配置有半导体开关元件1b的漏极端子21b、栅极端子22b的封装的端子边的基准线之间的角度大致为90°。由此，实施方式1的半导体模块20中，与在同方向上安装有半导体开关元件1a、1b的情况下物理上的极限最短距离、即半导体开关元件1a、1b的封装的端子边的长度相比，能使栅极端子22a、22b更为接近。使用图4、图5，对半导体开关元件1a的栅极端子22a与半导体开关元件1b的栅极端子22b之间的距离即栅极端子间距离L进行说明。
图4是对图2的半导体开关元件间的栅极端子间距离进行说明的图，图5是对比较例的半导体开关元件间的栅极端子间距离进行说明的图。图4是将图2的半导体开关元件1a、1b与基板布线34提取出而得的图。另外，半导体开关元件1a、1b的封装中，省略了涂覆图案。半导体开关元件1a、1b中的栅极端子22a、22b所在的封装边、即端子边的长度分别为端子边长lt。半导体开关元件1a的栅极端子22a与半导体开关元件1b的栅极端子22b之间的距离即栅极端子间距离L如图4所示，比端子边长lt要短。另外，栅极端子间距离L设为从栅极端子22a的前端部的中央到栅极端子22b的前端部的中央的距离。
图5的比较例是半导体开关元件1a与半导体开关元件1b平行移动的示例，即、半导体开关元件1a、1b彼此的配置角度为0°的示例。比较例的半导体开关元件1b的漏极端子21b连接至基板布线38，基板布线38配置在半导体开关元件1a与半导体开关元件1b之间。从半导体开关元件1a的栅极端子22a的前端部的中央到半导体开关元件1b侧的端边的长度为l1，半导体开关元件1a、1b的元件间的距离即元件间距离为l2，从半导体开关元件1b的半导体开关元件1a侧的端边到栅极端子22b的前端部的中央的长度为l3。比较例的栅极端子间距离L是长度l1、元件间距离l2、长度l3的总计，比端子边长lt要长。
实施方式1的功率转换装置90中，半导体模块20中的半导体开关元件1a、1b在彼此旋转了大致90°的状态下配置，因此，与栅极端子间距离L比端子边长lt要长的比较例不同，能使栅极端子间距离L变得比物理上的极限最短距离即端子边长lt要短。实施方式1的功率转换装置90中，利用上述那样的半导体开关元件1a、1b的配置，在通过1个驱动电路2a来驱动多个半导体开关元件1a、1b的情况下，驱动电路2a与多个半导体开关元件1a、1b各自的距离变短，能稳定地驱动半导体开关元件1a、1b。此外，实施方式1的功率转换装置90中，通过使半导体模块20中的栅极端子22a、22b与驱动电路2a接近，从而较容易对处理小信号的控制电路区域、即驱动电路2a的区域进行汇集，对于处理小信号的控制电路区域与包含半导体开关元件1a、1b的处理大功率的功率电路的区域，能在确保足够的距离以防止噪声耦合的同时进行分离。实施方式1的功率转换装置90能确保处理小信号的控制电路区域与处理大功率的功率电路的区域的分离距离，因此，能防止从处理大功率的功率电路对处理小信号的控制电路的噪声耦合，能进一步提高半导体开关元件1a、1b的驱动稳定性。
此外，如图2所示，在半导体开关元件1a、1b为底面冷却的情况下，即、在表面安装型的封装中底面端子(源极端子23)的面积形成得比配置于端子边的第一功率端子(漏极端子21)中的与电路基板31的布线(基板布线33、34)相连接的连接面的面积要宽的情况下，基板布线无法通过电路基板31的半导体开关元件1a、1b的底面(安装面)。因此，如图2、图5所示，在漏极端子21a、21b与栅极端子22a、22b分别位于同一边的半导体开关元件1a、1b的结构中，如图5的比较例所说明的那样，在同方向上安装有半导体开关元件1a、1b的情况下，为了将必须与形成于底面的电极确保爬电距离的布线(例如半导体开关元件1b的漏极用的基板布线38)从端子引出，需要将半导体开关元件1a、1b隔开间隔。该情况下，半导体开关元件1a、1b的间隔比基板布线38的宽度要宽，因此，半导体开关元件1a的栅极端子22a与半导体开关元件1b的栅极端子22b分开。
然而，如图2所示，通过在电路基板31的安装面上使一方相对于另一方的半导体开关元件旋转了大致90°的状态下安装半导体开关元件1a、1b，从而能在保持使半导体开关元件1a、1b彼此的栅极端子22a、22b接近的情况下，确保半导体开关元件1b的布线的取出区域。因此，实施方式1的功率转换装置90中，在用1个驱动电路2a来驱动多个半导体开关元件1a、1b的情况下，驱动电路2a与多个半导体开关元件1a、1b各自的距离变短，能使半导体开关元件1a、1b的驱动稳定性提高。另外，如图6所示，在半导体开关元件1的底面为漏极端子21，源极端子23和栅极端子22分别位于同一边的封装中，可以说上述情况也是相同的。图6是示出图1的半导体开关元件的其它封装的图。
此外，如图2所示那样，若使用金属基板作为电路基板31，则布线层最多只能确保2层。因此，在同一方向上安装有半导体开关元件1a、1b的情况下，为了确保所必须的漏极布线的取出与爬电距离，如图5的比较例中所说明的那样，半导体开关元件1a的栅极端子22a与半导体开关元件1b的栅极端子22b分开。与此相对，通过采用实施方式1的半导体模块20所示的半导体开关元件1a、1b的配置，从而在实施方式1的功率转换装置90中，能确保漏极布线的取出与爬电距离，并能使半导体开关元件1a的栅极端子22a与半导体开关元件1b的栅极端子22b接近，即、能使栅极端子间距离L比端子边长lt更短，因此能使半导体开关元件1a、1b的驱动稳定性提高。
另外，在使用以玻璃环氧为基材的多个布线层所构成的电路基板来作为电路基板31的情况下，上述情况也相同。即，利用在经由绝缘构件(例如绝缘纸)绝缘的状态下配置于与安装有电路基板31的半导体开关元件1a、1b等电路部件的安装面相反的面的冷却器40来进行半导体开关元件1a、1b的冷却，因此，出于降低电路基板31的热阻的目的，玻璃环氧基板中，安装半导体开关元件1a、1b的区域的布线层经由过孔(VIA)全层相连接。因此在安装半导体开关元件的区域中，玻璃环氧基板的所有布线层成为同一电位，因此，布线无法通过半导体开关元件1a、1b的底面，因而在同一方向上安装有半导体开关元件1a、1b的情况下，半导体开关元件1a、1b彼此的栅极端子22a与栅极端子22b分开。因此，即使在电路基板31使用了由多个布线层所构成的电路基板的情况下，实施方式1的功率转换装置90也能确保漏极布线的取出与爬电距离，并能使半导体开关元件1a的栅极端子22a与半导体开关元件1b的栅极端子22b接近，即、能使栅极端子间距离L比端子边长lt更短，因此驱动电路2a与多个半导体开关元件1a、1b各自的距离变短，能使半导体开关元件1a、1b的驱动稳定性提高。
此外，作为半导体开关元件1a、1b，示出了底面冷却的封装的示例，但实施方式1的功率转换装置90中，即使半导体开关元件1a、1b是上表面冷却的封装也具有同样的效果。并且，在上表面冷却封装中，漏极端子、源极端子、栅极端子均为引线的封装在底面没有安装面，因此，即使在同一方向安装了半导体开关元件1a、1b的情况下(比较例A)，也能在封装底面侧的电路基板31中确保布线区域，能使半导体开关元件1a、1b的距离相对于图5的比较例更为接近。然而，实施方式1的功率转换装置90中，能使半导体开关元件1a的栅极端子22a与半导体开关元件1b的栅极端子22b相对于在同一方向上安装的情况下物理上极限的最短距离即半导体开关1a、1b的端子边长lt更为接近，即、与比较例A相比能使半导体开关元件1a、1b彼此的栅极端子22a、22b更为接近，因此，驱动电路2a与多个半导体开关元件1a、1b各自的距离变短，能提高半导体开关元件1a、1b的驱动稳定性。
此外，图2中示出了如下示例：在电路基板31的安装面上使一方相对于另一方的半导体开关元件旋转了大致90°的状态下安装半导体开关元件1a、1b，以使得半导体开关元件1a、1b彼此的栅极端子22a、22b接近。然而，如图7、图8所示，也可以将半导体开关元件1a、1b彼此的配置角度设为45°。图7是示出图1的2个半导体开关元件的配置的其它配置例的图，图8是示出图1的2个半导体开关元件的配置的另一个其它配置例的图。与图5的比较例同样地，图7是在半导体开关元件1a与半导体开关元件1b之间配置有基板布线38的示例。与图2、图4同样地，图8是如下示例：半导体开关元件1a的源极端子与半导体开关元件1b的漏极端子21b通过基板布线39a相连接，且半导体开关元件1a的源极端子连接有基板布线39b。
图7、图8是半导体开关元件1a、1b彼此的配置角度为45°的示例，换言之是如下示例：配置有半导体开关元件1a的漏极端子21a、栅极端子22a的封装的端子边或平行于端子边的基准线、与配置有半导体开关元件1b的漏极端子21b、栅极端子22b的封装的端子边或平行于端子边的基准线之间的角度为45°。半导体开关元件1a的栅极端子22a与半导体开关元件1b的栅极端子22b之间的距离即栅极端子间距离L如图7、图8所示，比端子边长lt要短。因此，如图7、图8所示，在具备配置有半导体开关元件1a、1b的半导体模块20的实施方式1的功率转换装置90中，在用1个驱动电路2a来驱动多个半导体开关元件1a、1b的情况下，能使半导体开关元件1a的栅极端子22a与半导体开关元件1b的栅极端子22b接近，即、能使栅极端子间距离L比端子边长lt要短，因此，驱动电路2a与多个半导体开关元件1a、1b各自的距离变短，能使半导体开关元件1a、1b的驱动稳定性提高。
此外，半导体开关元件1a、1b彼此的配置角度也可以设为大致为180°。图9是示出包含图1的半导体开关元件的其它半导体模块的结构的图。图9是如下示例：在电路基板31的安装面上使彼此的端子边相对并使一方相对于另一方的半导体开关元件旋转了大致180°的状态下安装半导体开关元件1a、1b。即使这样安装，对于半导体开关元件1a、1b，也能使彼此的栅极端子22a、22b相对于端子边的长度即端子边长lt更为接近，因此，与具备图2所示的半导体模块20的实施方式1的功率转换装置90同样地，在具备图9所示的半导体模块20的实施方式1的功率转换装置90中，驱动电路2a与多个半导体开关元件1a、1b各自的距离变短，能使半导体开关元件1a、1b的驱动稳定性提高。
另外，图1中示出了如下示例：驱动电路2a利用独立的2个驱动信号来驱动串联连接的半导体开关元件1a、1b，驱动电路2b利用独立的2个驱动信号来驱动串联连接的半导体开关元件1c、1d。然而，由1个驱动电路驱动的2个半导体开关元件的组合可以是其它组合。例如，驱动电路2a可以驱动源极电位设为共通的半导体开关元件1b、1d，驱动电路2b可以驱动漏极电位设为共通的半导体开关元件1a、1c。该情况下，驱动电路2a、半导体开关元件1b、1d安装于1个半导体模块20，驱动电路2b、半导体开关元件1a、1c安装于另一个半导体模块20。该情况下，也能使安装于1个半导体模块20的半导体开关元件1b、1d彼此的栅极端子间的距离比端子边长lt要短，并能使安装于另一个半导体模块20的半导体开关元件1a、1c彼此的栅极端子间的距离比端子边长lt要短。因此，在具备上述2个半导体模块20的实施方式1的功率转换装置90中，驱动电路与由该驱动电路驱动的多个半导体开关元件各自之间的距离变短，能提高半导体开关元件1a、1b、1c、1d的驱动稳定性。另外，也能替换驱动电路2a与驱动电路2b。
对实施方式1的功率转换装置90中的半导体开关元件1a、1b彼此的配置角度进行总结。在图2、图7、图8、图9中，示出了半导体开关元件1a、1b彼此的配置角度为45°、大致90°、大致180°的示例。在半导体开关元件1a、1b彼此的配置角度由相对的角度所规定的情况下，若为45°以上180°以下，则驱动电路与由该驱动电路驱动的多个半导体开关元件各自之间的距离变短，能使多个半导体开关元件的驱动稳定性提高。
另外，半导体开关元件1a～1d并不限于使用了硅的MOS-FET，可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)。此外，半导体开关元件1a～1d可以是以带隙较宽的宽带隙半导体材料、例如GaN类材料为基材的、即使用了GaN类材料的MOS-FET或IGBT。与使用了硅的半导体开关元件1a～1d相比，使用了宽带隙半导体材料的半导体开关元件1a～1d能高速地进行动作，因此，在用1个驱动电路来驱动2个以上的半导体开关元件时，若驱动电路与半导体开关元件的距离变长，则与使用了硅的半导体开关元件相比，动作变得不稳定。因此，在使用了宽带隙半导体材料的半导体开关元件1a～1d中，当用1个驱动电路驱动2个以上的半导体开关元件时，进一步要求使半导体开关元件的驱动稳定性提高。此外，半导体开关元件1a～1d可以是包含并联连接在源极/漏极间的二极管且使用了SiC或金刚石的MOS-FET、IGBT。GaN类材料、SiC或金刚石是与硅相比带隙值更大、即带隙更宽的宽带隙半导体材料，与使用了硅的元件相比，使用了宽带隙半导体材料的半导体元件(宽带隙半导体元件)的功率损耗更低，因此，能使半导体模块20高效化。此外，宽带隙半导体元件的耐电压性较高、允许电流密度也较高，因此，能使半导体模块20小型化。此外，宽带隙半导体元件的耐热性较高，因此能进行高温动作，也能实现冷却器的小型化或冷却器的空冷化，因而能使功率转换装置90进一步小型化。
实施方式1的功率转换装置90是具备多个半导体开关元件1a、1b、1c、1d并且控制多个半导体开关元件1a、1b、1c、1d的导通期间来对输入功率进行功率转换的功率转换装置，其包括：形成有布线(基板布线33、34、35)并且安装有多个半导体开关元件1a、1b的电路基板31；以及安装于电路基板31并且共通地驱动多个半导体开关元件1a、1b中的至少2个的驱动电路2a。半导体开关元件1a、1b具有：输入有驱动电路2a所生成的控制信号的控制端子(栅极端子22)；产生成为控制信号的电压基准的电位的第一功率端子(源极端子23)；以及流过比控制信号要大的功率的第二功率端子(漏极端子21)。由驱动电路2a共通地驱动的多个半导体开关元件1a、1b的封装为同一形状，并且按如下位置关系来配置：使彼此的控制端子间的距离即控制端子间距离(栅极端子间距离L)比配置有控制端子(栅极端子22)的封装的边即端子边的长度(端子边长lt)要短。实施方式1的功率转换装置90中，通过上述结构，由驱动电路2a共通地驱动按照使彼此的控制端子间距离(栅极端子间距离L)比端子边的长度(端子边长lt)要短的位置关系来配置的多个半导体开关元件1a、1b，因此，能使半导体开关元件1a、1b的驱动稳定性提高。
实施方式2.
实施方式1中示出了如下示例：半导体开关元件1a、1b处于构成半桥的串联连接的关系，并由能独立地输出2个驱动信号的双通道结构的驱动电路来进行驱动。实施方式2中示出如下示例：多个半导体开关元件处于并联连接、即并联关系，并由单通道结构的驱动电路来进行驱动。图10是示出实施方式2所涉及的功率转换装置的结构的图，图11是示出包含图10的半导体开关元件的半导体模块的结构的图。将与实施方式1相同的结构要素设为相同编号，以与实施方式1的不同点为主来进行说明。
图10所示的功率转换装置90在单相逆变器12的结构上与图1所示的功率转换装置90不同。图10所示的功率转换装置90中，半导体开关元件1e、1f、1g、1h分别与半导体开关元件1a、1b、1c、1d并联连接。作为并联对的半导体开关元件1a与半导体开关元件1e由共通的驱动电路2a来驱动。同样地，作为并联对的半导体开关元件1b与半导体开关元件1f由共通的驱动电路2b来驱动，作为并联对的半导体开关元件1c与半导体开关元件1g由共通的驱动电路2c来驱动，作为并联对的半导体开关元件1d与半导体开关元件1h由共通的驱动电路2d来驱动。
单相逆变器12构成为包括：具备半导体开关元件1a、1e和驱动电路2a的第一半导体模块20；具备半导体开关元件1b、1f和驱动电路2b的第二半导体模块20；具备半导体开关元件1c、1g和驱动电路2c的第三半导体模块20；以及具备半导体开关元件1d、1h和驱动电路2d的第四半导体模块20。图11中，示出了具备半导体开关元件1a、1e和驱动电路2a的第一半导体模块20。第二～第四半导体模块20的结构和各部件的配置与图11的半导体模块20相同。第一半导体模块20与第二半导体模块20的连接、以及第三半导体模块20与第四半导体模块20的连接例如通过金属板的汇流条等来连接。此外，第一半导体模块20与第三半导体模块20的连接、以及第二半导体模块20与第四半导体模块20的连接例如通过金属板的汇流条等来连接。这里，说明包括半导体开关元件1a、1e以及对它们进行驱动的驱动电路2a的半导体模块20。
半导体开关元件1a、1e表面安装于以金属为基材的电路基板31的表面。半导体开关元件1a包括漏极端子21a、栅极端子22a和底面的源极端子，半导体开关元件1e包括漏极端子21e、栅极端子22e和底面的源极端子。半导体开关元件1a、1e的底面的源极端子安装于电路基板31。半导体开关元件1a和半导体开关元件1e在电路基板31的安装面上在使一方相对于另一方旋转了大致90°的状态下被安装，以使得栅极端子22a与栅极端子22e接近。电路基板31的背面连接有对半导体开关元件1a、1e进行冷却的冷却器40。
半导体开关元件1a的栅极端子22a和半导体开关元件1e的栅极端子22e经由共通的栅极布线3a连接至驱动电路2a。形成于半导体开关元件1a的安装面(底面)的源极端子和半导体开关元件1e的源极端子经由共通的源极布线4a连接至驱动电路2a。这里，源极布线4a经由汇流条36将半导体开关元件1a的源极端子、半导体开关元件1e的源极端子和驱动电路2a分别相连接，以使得在电路基板31的平面上不与栅极布线3a交叉。源极布线4a使用汇流条36与栅极布线3a立体交叉。半导体开关元件1a的漏极端子21a和半导体开关元件1e的漏极端子21e连接至共通的基板布线33，半导体开关元件1a的源极端子和半导体开关元件1e的源极端子连接至共通的基板布线35。另外，基板布线35经由汇流条36将半导体开关元件1a的源极端子与半导体开关元件1e的源极端子相连接，以使得在电路基板31的平面上不与基板布线33交叉。基板布线35使用汇流条36与基板布线33立体交叉。另外，图11中，示出了半导体开关元件1a、1e的栅极仅通过布线连接至驱动电路2a的示例，但也可以是如下结构：在半导体开关元件1a、1e与驱动电路2a之间共通或分别具有栅极电阻、铁氧体磁珠、齐纳二极管、电容器等的栅极电路。
实施方式2的半导体模块20中，如图11所示，在电路基板31的安装面上使一方相对于另一方的半导体开关元件旋转了大致90°的状态下安装半导体开关元件1a、1e，以使得彼此的栅极端子22a与栅极端子22e接近。即，半导体开关元件1a、1e彼此的配置角度大致为90°。换言之，配置有半导体开关元件1a的漏极端子21a、栅极端子22a的封装的端子边或平行于端子边的基准线、与配置有半导体开关元件1e的漏极端子21e、栅极端子22e的封装的端子边或平行于端子边的基准线之间的角度大致为90°。由此，实施方式2的半导体模块20中，与在同方向上安装有半导体开关元件1a、1e的情况下物理上的极限最短距离、即半导体开关元件1a、1e的封装的端子边的长度相比，能使栅极端子22a、22e更为接近。
实施方式2的功率转换装置90中，在用1个驱动电路2a来驱动并联连接、即处于并联关系的多个半导体开关元件1a、1e的情况下，驱动电路2a与多个半导体开关元件1a、1e各自的距离变短，能稳定地驱动半导体开关元件1a、1e。此外，实施方式2的功率转换装置90中，通过使半导体模块20中的栅极端子22a、22e与驱动电路2a接近，从而较容易对处理小信号的控制电路区域、即驱动电路2a的区域进行汇集，对于处理小信号的控制电路区域与包含半导体开关元件1a、1e的处理大功率的功率电路的区域，能在确保足够的距离以防止噪声耦合的同时进行分离将。实施方式2的功率转换装置90能确保处理小信号的控制电路区域与处理大功率的功率电路的区域的分离距离，因此，能防止从处理大功率的功率电路对处理小信号的控制电路的噪声耦合，能进一步提高半导体开关元件1a、1e的驱动稳定性。
图11中，示出了由同一驱动电路2a进行驱动的处于并联关系的多个半导体开关元件为2个的示例。实施方式2的半导体模块20并不限于图11的结构，也可以是图12所示的结构。图12是示出包含图10的半导体开关元件的其它半导体模块的结构的图。图12所示的半导体模块20是由同一驱动电路2a来驱动处于并联关系的3个半导体开关元件1a、1e、1i的情况。具备图12所示的半导体模块20的实施方式2的功率转换装置90是由各驱动电路2a、2b、2c、2d驱动的处于并联关系的多个半导体开关元件为3个的情况。
图12所示的半导体模块20中，半导体开关元件1a、1e彼此的配置角度为大致180°，半导体开关元件1a、1i彼此的配置角度为大致90°，半导体开关元件1e、1i彼此的配置角度为大致90°。半导体开关元件1a的栅极端子22a、半导体开关元件1e的栅极端子22e和半导体开关元件1i的栅极端子22i经由共通的栅极布线3a连接至驱动电路2a。形成于半导体开关元件1a的安装面(底面)的源极端子、半导体开关元件1e的源极端子和半导体开关元件1i的源极端子经由共通的源极布线4a连接至驱动电路2a。这里，源极布线4a经由汇流条36将半导体开关元件1a的源极端子、半导体开关元件1e的源极端子、半导体开关元件1i的源极端子和驱动电路2a分别相连接，以使得在电路基板31的平面上不与栅极布线3a交叉。源极布线4a使用汇流条36与栅极布线3a立体交叉。
半导体开关元件1a的漏极端子21a、半导体开关元件1e的漏极端子21e和半导体开关元件1i的漏极端子21i连接至共通的基板布线33，半导体开关元件1a的源极端子、半导体开关元件1e的源极端子和半导体开关元件1i的源极端子连接至共通的基板布线35。另外，基板布线33经由汇流条36将半导体开关元件1a的漏极端子21a、半导体开关元件1e的漏极端子21e和半导体开关元件1i的漏极端子21相连接，以使得在电路基板31的平面上不与基板布线35交叉。基板布线33使用汇流条36与基板布线35立体交叉。另外，图12中，示出了半导体开关元件1a、1e、1i的栅极仅通过布线连接至驱动电路2a的示例，但也可以是如下结构：在半导体开关元件1a、1e、1i与驱动电路2a之间共通或分别具有栅极电阻、铁氧体磁珠、齐纳二极管、电容器等的栅极电路。
具备图12所示的半导体模块20的实施方式2的功率转换装置90是由各驱动电路2a、2b、2c、2d驱动的处于并联关系的多个半导体开关元件为3个的情况。该情况下，也与具备图11所示的半导体模块20的实施方式2的功率转换装置90同样地，驱动电路2a与多个半导体开关元件1a、1e、1i的距离变短，能使半导体开关元件1a、1e、1i的驱动稳定性提高。此外，具备图12所示的半导体模块20的实施方式2的功率转换装置90能确保处理小信号的控制电路区域与处理大功率的功率电路的区域的分离距离，因此，能防止从处理大功率的功率电路对处理小信号的控制电路的噪声耦合，能进一步提高半导体开关元件1a、1e、1i的驱动稳定性。
实施方式3.
实施方式1和2中，作为半导体开关元件的封装，示出了表面安装封装的示例，但也可以使用裸芯片来作为半导体开关元件。图13是示出实施方式3所涉及的半导体模块的结构的图。实施方式3的半导体模块20是具备半桥电路的半导体模块，该半桥电路由裸芯片的半导体开关元件51a、51b和驱动电路2a所构成。用1个驱动电路2a来驱动多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b。图13所示的半导体模块20是图1的功率转换装置90的单相逆变器12的结构部件。裸芯片的半导体开关元件51a、51b为同一形状，分别相当于图1的半导体开关元件1a、1b。驱动电路2a安装于电路基板31，半导体开关元件51a、51b安装于引线框80。图13中示出了如下示例：冷却器40与电路基板31相连接，并且在经由绝缘构件(例如陶瓷基板)连接到引线框80的状态下进行配置。
引线框80包括：安装了半导体开关元件51a的芯片焊盘81a；安装了半导体开关元件51b的芯片焊盘81b；引线82；与芯片焊盘81a相连接的引线83；以及与芯片焊盘81b相连接的引线84。虚线85a示出芯片焊盘81a与引线83的边界，虚线85b示出芯片焊盘81b与引线84的边界。半导体开关元件51a包括：输入了由驱动电路2a所生成的控制信号(驱动信号)的栅极焊盘52a；功率比控制信号更大且由输入电源11所提供的功率流过的漏极焊盘53a；以及形成在背面并连接至芯片焊盘81a的源极电极(未图示)。半导体开关元件51b包括：输入了由驱动电路2a所生成的控制信号(驱动信号)的栅极焊盘52b；功率比控制信号更大且由输入电源11所提供的功率流过的漏极焊盘53b；以及形成在背面并连接至芯片焊盘81b的源极电极(未图示)。半导体开关元件51a、51b的栅极焊盘52a、52b相当于图2所示的半导体开关元件1a、1b的栅极端子22a、22b。半导体开关元件51a、51b的漏极焊盘53a、53b相当于图2所示的半导体开关元件1a、1b的漏极端子21a、21b。半导体开关元件51a、51b的源极电极相当于图2所示的半导体开关元件1a、1b的源极端子。
电路基板31上形成有：经由连接构件71a连接至半导体开关元件51a的栅极焊盘52a的栅极焊盘61a；经由连接构件72a连接至与半导体开关元件51a的源极电极相连接的芯片焊盘81a的源极焊盘62a；经由连接构件71b连接至半导体开关元件51b的栅极焊盘52b的栅极焊盘61b；以及经由连接构件72b连接至与半导体开关元件51b的源极电极相连接的芯片焊盘81b的源极焊盘62b。驱动电路2a分别通过栅极布线3a、3b连接至栅极焊盘61a、61b，并分别通过源极布线4a、4b连接至源极焊盘62a、62b。半导体开关元件51a的漏极焊盘53a经由连接构件73连接至引线82。半导体开关元件51b的漏极焊盘53b经由连接构件74连接至引线83。连接构件71a、71b、72a、72b、73、74例如是接合线。引线83是连接半导体开关元件51a的源极电极与半导体开关元件51b的漏极焊盘53b的布线，也就是构成图1的连接点5a的布线。引线83相当于图2的基板布线34。引线82、84分别相当于图2的基板布线33、35。
另外，图13中示出了如下示例：驱动电路2a安装于以金属为基材的金属基板或具备以玻璃环氧为基材的多个布线层的电路基板即电路基板31，但驱动电路2a也可以安装于引线框80，该引线框80安装有裸芯片的半导体开关元件51a、51b。
如图13所示，多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b在引线框80的安装面上使一个元件相对于另一个元件旋转了45°以上的角度、例如旋转了大致90°的状态下被安装，以使得栅极焊盘52a、52b彼此的距离接近。图13示出了如下示例：在平行于最接近半导体开关元件51a的栅极焊盘52a(控制端子)的芯片边57a的基准线86a、与平行于最接近半导体开关元件51b的栅极焊盘52b(控制端子)的芯片边57b的基准线86b以45°以上180°以下的角度进行了旋转的方向上，对半导体开关元件51a、51b彼此进行配置。另外，与图9同样地，在引线框80的安装面上使多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b中的一个元件相对于另一个元件旋转了45°以上的角度的状态下、例如旋转了大致180°的状态下进行安装，以使得栅极焊盘52a、52b彼此的距离接近。
这里，考虑在同方向上安装了多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b的情况下的物理上极限的最短距离、即彼此的控制端子(栅极焊盘52a、52b)间的极限距离。该极限距离是对如下距离进行总计后得到的距离，即：最接近栅极焊盘52a、52b的芯片边57a、57b的长度；芯片焊盘81a与芯片焊盘81b之间的距离；芯片焊盘81a中的从与另一个裸芯片相对的半导体开关元件51a端到芯片焊盘81a端的距离；以及芯片焊盘81b中的从与另一个裸芯片相对的半导体开关元件51b端到芯片焊盘81b端的距离。图13所示的实施方式3的半导体模块20中，与在同方向上安装了多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b的情况下的极限距离(极限距离l)相比，能使多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b的栅极焊盘52a、52b彼此的距离更为接近。由此，在利用1个驱动电路2a来驱动多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b的情况下，驱动电路2a与多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b各自的距离变短，能稳定地驱动多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b。
实施方式3的半导体模块20中，由1个驱动电路2a共通地驱动的多个半导体开关元件51a、51b的芯片形状为同一形状，并且按如下位置关系来进行配置：使彼此的控制端子(栅极焊盘52a、52b)间的距离即控制端子间距离(栅极端子间距离L)比在同方向上安装的多个裸芯片间的极限距离要短。通过以这种方式配置多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b，从而1个驱动电路2a与多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b各自的距离变短，能稳定地驱动多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b。
另外，在裸芯片的半导体开关元件51a、51b的面积比芯片焊盘81a、81b的安装裸芯片的安装面的面积要大的情况下、或者与安装裸芯片的安装面的面积相同的情况下，在同方向上安装了多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b的情况下的极限距离(极限距离2)比极限距离1要短。极限距离2是对最接近栅极焊盘52a、52b的芯片边57a、57b的长度、以及半导体开关元件51a与半导体开关元件51b之间的距离进行总计后得到的距离。该情况下，实施方式3的半导体模块20中，与在同方向上安装了多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b的情况下的极限距离(极限距离2)相比，也能使多个裸芯片的半导体开关元件51a、51b的栅极焊盘52a、52b彼此的距离更为接近。
实施方式3的功率转换装置90是具备多个半导体开关元件51a、51b并且控制多个半导体开关元件51a、51b的导通期间来对输入功率进行功率转换的功率转换装置，其包括：以裸芯片方式安装有多个半导体开关元件51a、51b的引线框80；以及安装于引线框80或安装于形成有布线(栅极布线3a、3b、源极布线4a、4b)的电路基板31、并且共通地驱动多个半导体开关元件51a、51b中的至少2个的驱动电路2a。半导体开关元件51a、51b中，输入了驱动电路2a所生成的控制信号的控制端子(栅极焊盘52a、52b)与驱动电路2a经由连接构件71a、71b相连接。由驱动电路2a共通地驱动的多个半导体开关元件51a、51b的芯片形状为同一形状，与最接近控制端子(栅极焊盘52a、52b)的芯片边57a、57b平行的彼此的基准线86a、86b在以45°以上180°以下的角度进行了旋转的方向上进行配置。实施方式3的功率转换装置90中，通过上述结构，由驱动电路2a共通地驱动按照彼此的控制端子间距离(栅极端子间距离L)比在同方向上安装的多个裸芯片间的极限距离要短的位置关系来配置的多个半导体开关元件51a、51b，因此，能使半导体开关元件51a、51b的驱动稳定性提高。
实施方式4.
实施方式1和2中，示出了具备漏极端子21、栅极端子22、源极端子23的示例来作为半导体开关元件1，即、示出了搭载于3端子封装的示例。然而，半导体开关元件1也可以搭载于4端子封装，该4端子封装还具备与源极端子23相连接的源极连接端子。图14是示出实施方式4所涉及的半导体模块的结构的图。实施方式4的半导体模块20与图2所示的半导体模块20的不同点在于，半导体开关元件1a、1b具备源极连接端子24a、24b。驱动电路2a通过源极布线4a与半导体开关元件1a的源极连接端子24a相连接，驱动电路2a通过源极布线4b与半导体开关元件1b的源极连接端子24b相连接。这里，源极布线4b经由汇流条36将半导体开关元件1b的源极连接端子24b与驱动电路2a相连接，以使得在平面上不与栅极布线3b交叉。驱动电路2a以源极连接端子24a、24b的电位为基准，来生成驱动半导体开关元件1a、1b的控制信号(驱动信号)。源极连接端子24a、24b输入有生成控制信号(驱动信号)时的基准电位，因此也可以称为基准端子。
与实施方式1的半导体模块20同样地，实施方式4的半导体模块20中，与在同方向上安装有半导体开关元件1a、1b的情况下物理上极限的最短距离、即半导体开关元件1a、1b的封装的端子边的长度相比，能使栅极端子22a、22b更为接近。因此，实施方式4的半导体模块20起到与实施方式1的半导体模块20同样的效果。由于实施方式4的半导体模块20起到与实施方式1的半导体模块20同样的效果，因此搭载了实施方式4的半导体模块20的实施方式4的功率转换装置90起到与实施方式1的功率转换装置90同样的效果。
另外，实施方式1～4中，作为功率转换装置90示出了绝缘型的全桥DC/DC转换器的示例，但并不限于该电路结构，只要是利用1个驱动电路来驱动表面安装的2个半导体开关元件的结构，则也可以是LLC方式或半桥型的DC/DC转换器等。此外，具备实施方式1～4所示的、彼此的配置角度以相对的角度为45°以上180°以下安装的多个半导体开关元件的功率转换装置90中，并不限于DC/DC转换器，当然也能应用于半无桥AC/DC转换器、图腾柱型的AC/DC转换器等AC/DC转换器、以及逆变器等伴随着开关的功率转换装置。
此外，本申请虽然记载了各种示例性的实施方式以及实施例，但是1个或多个实施方式所记载的各种特征、方式及功能并不仅限于适用特定的实施方式，也可以单独适用于实施方式，或者进行各种组合来适用于实施方式。由此，可以认为未示例的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，假设包括对至少一个构成要素进行变形、添加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。
标号说明
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i 半导体开关元件
2a、2b、2c、2d 驱动电路
21、21a、21b、21e、21i 漏极端子(第二功率端子)
22、22a、22b、22e、22i 栅极端子(控制端子)
23 源极端子(第一功率端子)
24a、24b 源极连接端子(基准端子)
31 电路基板
33、34、35、39a、39b 基板布线
52a、52b 栅极焊盘(基准端子)
57a、57b 芯片边
71a、71b 连接构件
86a、86b 基准线
90 功率转换装置
L 栅极端子间距离
lt 端子边长。

Claims (17)

1.一种功率转换装置，具备多个半导体开关元件，并且控制多个所述半导体开关元件的导通期间来对输入功率进行功率转换，所述功率转换装置的特征在于，
包括：电路基板，该电路基板形成有布线并且安装有多个所述半导体开关元件；以及驱动电路，该驱动电路安装于所述电路基板，并且共通地驱动多个所述半导体开关元件中的至少2个，
所述半导体开关元件具有：控制端子，该控制端子输入有所述驱动电路所生成的控制信号；第一功率端子，该第一功率端子产生成为所述控制信号的电压基准的电位；以及第二功率端子，比所述控制信号更大的功率流过该第二功率端子，
由所述驱动电路共通地驱动的多个所述半导体开关元件的封装形状为同一形状，并且按如下位置关系来配置：使彼此的所述控制端子间的距离即控制端子间距离比在同方向上安装有多个所述半导体开关元件的情况下物理上的极限最短距离、即配置有所述控制端子的封装的边即端子边的长度要短。
2.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，
由所述驱动电路共通地驱动的多个所述半导体开关元件在平行于所述端子边的彼此的基准线以45°以上180°以下的角度进行了旋转的方向上进行配置。
3.如权利要求2所述的功率转换装置，其特征在于，
由所述驱动电路共通地驱动的多个所述半导体开关元件包含彼此的所述端子边相对地配置的一组半导体开关元件。
4.如权利要求1至3的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
由所述驱动电路共通地驱动的多个所述半导体开关元件串联连接。
5.如权利要求1至3的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
由所述驱动电路共通地驱动的多个所述半导体开关元件并联连接。
6.如权利要求1至3的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
由所述驱动电路共通地驱动的多个所述半导体开关元件各自的所述第一功率端子通过形成于所述电路基板的所述布线相连接。
7.如权利要求1至3的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
由所述驱动电路共通地驱动的多个所述半导体开关元件各自的所述第二功率端子通过形成于所述电路基板的所述布线相连接。
8.如权利要求1至3的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
所述驱动电路独立地对共通地驱动的多个所述半导体开关元件进行驱动。
9.如权利要求1至3的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
由所述驱动电路共通地驱动的多个所述半导体开关元件中，所述第一功率端子和所述第二功率端子中的任意一个功率端子形成在与所述电路基板相对的底面上，形成在所述底面上的所述一个功率端子的面积比未形成在所述底面上的另一个功率端子中的连接到所述电路基板的所述布线的连接面的面积要宽。
10.如权利要求1至3的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
由所述驱动电路共通地驱动的多个所述半导体开关元件中，所述第一功率端子和所述第二功率端子中的任意一个配置于所述端子边，其中，所述端子边配置有所述控制端子。
11.如权利要求1至3的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
由所述驱动电路共通地驱动的多个所述半导体开关元件中，所述第一功率端子形成于与所述电路基板相对的底面，所述第二功率端子配置于所述端子边，
形成于所述底面的所述第一功率端子的面积比所述第二功率端子中的连接到所述电路基板的所述布线的连接面的面积要宽。
12.如权利要求1至3的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
由所述驱动电路共通地驱动的多个所述半导体开关元件中，所述第二功率端子形成于与所述电路基板相对的底面，所述第一功率端子配置于所述端子边，
形成于所述底面的所述第二功率端子的面积比所述第一功率端子中的连接到所述电路基板的所述布线的连接面的面积要宽。
13.如权利要求1至3的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
所述电路基板是以金属为基材的金属基板。
14.如权利要求1至3的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
所述半导体开关元件还具备与所第一功率端子相连接的基准端子，
所述驱动电路与所述基准端子相连接，并以所述基准端子的电位为基准来生成所述控制信号。
15.如权利要求1至3的任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
所述半导体开关元件是使用了宽带隙半导体材料的半导体元件。
16.一种功率转换装置，具备多个半导体开关元件，并且控制多个所述半导体开关元件的导通期间来对输入功率进行功率转换，所述功率转换装置的特征在于，
包括：引线框，该引线框以裸芯片方式安装有多个所述半导体开关元件；以及驱动电路，该驱动电路安装于所述引线框或形成有布线的电路基板，并且共通地驱动多个所述半导体开关元件中的至少2个，
所述半导体开关元件中，输入有所述驱动电路所生成的控制信号的控制端子与所述驱动电路经由连接构件相连接，
由所述驱动电路共通地驱动的多个所述半导体开关元件的芯片形状为同一形状，并在平行于最接近所述控制端子的芯片边的彼此的基准线以45°以上180°以下的角度进行了旋转的方向上进行配置，并且按如下位置关系来配置：使彼此的所述控制端子间的距离即控制端子间距离比在同方向上安装有多个所述半导体开关元件的情况下物理上的极限最短距离要短。
17.如权利要求16所述的功率转换装置，其特征在于，
所述半导体开关元件是使用了宽带隙半导体材料的半导体元件。
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