JP2007115953A

JP2007115953A - 回路装置

Info

Publication number: JP2007115953A
Application number: JP2005306920A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fukue; 貴史福榮; Masanori Ogawa; 正則小川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2007-05-10

Abstract

【課題】トランジスタあるいは半導体モジュールのピン配置やピン数が変更しても電力変換部との接続間において接続変換を行うことで、電力変換部の配置構成を変更することなく接続できる回路装置を提供すること。
【解決手段】駆動信号生成部を有する半導体モジュール１と、前記半導体モジュール１により駆動される電圧制御トランジスタ４を有する電力変換部６とを備え、前記半導体モジュール１と前記電力変換部６とを、電気的接続および機械的固定を行う接続変換手段（３、５）を少なくとも１つ以上設けたことを特徴とする回路装置７で、電力変換部６の配置パターンを統一することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電圧制御トランジスタもしくは複数の電圧制御トランジスタから構成されるトランジスタモジュール、ＬＳＩなどの半導体モジュールの端子接続に関するものである。

従来、この種の電圧制御トランジスタを有する回路装置では、該トランジスタのピン配置が変更すると、電力変換部の配置構成を変更させる必要がある（例えば特許文献１）。

また、ＬＳＩ等の半導体モジュールは近年、高集積化・高機能化が進み信号処理の高速化のための内部インダクタンス低減方法として電源・グランドの接続端子数を増やす傾向にあり、結果としてピン総数の増加、ピン配置変更に伴い電力変換部の配置構成を変更させる必要がある。

図６は、従来の回路装置の配置構成である。このような構成の回路装置においては、一般的にトランジスタの製造元や容量等が異なるとピン配置が変更する。また、ＬＳＩ等の半導体モジュールにおいても製造元や処理速度等が異なるとピン数やピン配置が変更するため、これらの変更に合せて電力変換部の配置構成を変更させる。
特開２００４−６３６８８号公報

しかしながら、前記従来の構成ではトランジスタあるいはＬＳＩ等の半導体モジュールのピン配置、ピン数が変更する度に電力変換部の配置構成も合せて変更する必要があるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、トランジスタあるいは半導体モジュールのピン配置やピン数が変更しても電力変換部との接続間において接続変換を行うことで、電力変換部の配置構成を変更することなく接続できる回路装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の回路装置は、駆動信号生成部を有する半導体モジュールと、前記半導体モジュールにより駆動される電圧制御トランジスタを有する電力変換部とを備え、前記半導体モジュールと前記電力変換部とを、電気的接続および機械的固定を行う接続変換手段を少なくとも１つ以上設けたことを特徴とするもので、使用するトランジスタの製造元や容量等の変更に伴いピン配置が変更した場合、また、半導体モジュールの製造元や処理速度等の変更に伴いピン配置、ピン数が変更となった場合においても、電力変換部の配置構成を変更することなく接続使用することができる。

このように使用するトランジスタ、半導体モジュールによらず電力変換部を共用することができる。

本発明によれば、使用するトランジスタや半導体モジュールのピン配置、ピン数が変更した場合でも、配置構成を変更することなく接続使用することができる回路装置を提供できる。

第１の発明は、駆動信号生成部を有する半導体モジュールと、前記半導体モジュールにより駆動される電圧制御トランジスタを有する電力変換部とを備え、前記半導体モジュールと前記電力変換部とを、電気的接続および機械的固定を行う接続変換手段を少なくとも１つ以上設けたことを特徴とするもので、電力変換部の配置構成を変更することなく、製造元や容量等の変更に伴いピン配置が変更したトランジスタや、製造元や処理速度等の変更に伴いピン配置、ピン数が変更した半導体モジュールを接続使用することができる。

第２の発明は、半導体モジュールを駆動するための電源電圧を変更する電圧可変手段を有する接続変換手段および／またはトランジスタを駆動するための電源電圧を変更する第二の電圧可変手段を有する第二の接続変換手段を設けたことを特徴とするもので、駆動電圧の異なる半導体モジュールを電力変換部の配置構成を変更することなく接続使用することができる。

また、駆動電圧の異なる電圧制御トランジスタを電力変換部の配置構成を変更することなく接続使用することができる。

第３の発明は、電圧制御トランジスタを、電力変換素子、前記電力変換素子を駆動する駆動回路、前記電力変換素子の保護手段から構成する回路モジュールにて形成したことを特徴とするもので、安全で信頼性が高く、小型・軽量の回路装置を提供することができる。

第４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路装置を具備したことを特徴とする空気調和機で、前記空気調和機の能力や価格、性能に応じてピン配置、ピン数の異なる様々なトランジスタや半導体モジュールを使用した場合においても電力変換部の配置構成を変更することなく統一することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施に形態１における回路装置の構成図を示したものである。

図１において回路装置は、ＰＷＭ駆動波形等を生成する駆動信号生成部を有するＬＳＩ等の半導体モジュールと、該半導体モジュールにより駆動されるひとつ以上のＩＧＢＴ、ＦＥＴ等の電圧制御トランジスタ、あるいは図３に示されるように電力変換素子と、前記電力変換素子を駆動させる駆動回路と、前記電力変換素子の容量を超える等の異常駆動時に電力変換素子を保護するための保護回路から構成される回路モジュールと、これらで構成される電力変換部を有し、前記半導体モジュールと電圧制御トランジスタの少なくとも一方は変換コネクタやソケット等の接続変換手段を介して電力変換部に接続される。

以上のように構成された回路装置について、以下にその作用を説明する。

ここでまず、従来の回路装置の作用について説明する。図６、図７は従来の回路装置の構成を示し、図８、図９は従来の回路装置で、ピン配置等が異なる電圧制御トランジスタと半導体モジュールを接続した場合の構成を示す。

従来の回路装置では、図６、図７に示すように、使用する電圧制御トランジスタ、半導体モジュールの接続端子のピン数、ピン配置、ピンピッチに合せて差込口や接続箇所を電
力変換部に配置するため、該電力変換部を構成するその他の構成部品はその配置を考慮した配置パターン（配置Ａ）にて配置される。

ここで使用する電圧制御トランジスタや半導体モジュールの製造元や容量、処理能力等の変更に伴いピン数、ピン配置、ピンピッチ等が変更した場合、例えばトランジスタのピン番号５、６、７、８が８、７、６、５の順に変更し、更に半導体モジュールのピン番号１、２、３、４が４、３、２、１の順に変更し、ピン番号９、１０（両ピンともピン番号１と共通）が増加した場合、図８、図９に示すように電力変換部上で接続変換をするため配置パターンを変更（配置Ａ→配置Ｂ）することでトランジスタ、半導体モジュールのピン配置変更等に対応する必要がある。

しかしながら一般的に電力変換部は、半導体モジュール、電圧制御トランジスタ以外の様々な部品が複雑に配置されていることが多く、この配置パターンの変更は容易でない。

特に空気調和機に備えられる回路装置では、使用されるトランジスタ、半導体モジュールの高集積化、高性能化に伴うパッケージの変更（ピン配置などの変更）、駆動電圧変更と合せて、空気調和機の価格、性能により多種多様なトランジスタ、半導体モジュールが使用され、かつ電力変換部にはその他多数の部品が複雑に配置されるため、配置パターンの変更は容易でない。

ここで、図１、図２に示すように、電圧制御トランジスタと電力変換部の接続間、半導体モジュールと電力変換部の接続間に接続変換手段を設けることにより、電力変換部の配置パターン（配置Ａ）を変更することなくピン配置等の異なるトランジスタ、半導体モジュールを電力変換部に接続することができる。

また、図４、図５に示すように接続変換手段にトランジスタ、半導体モジュールの駆動電圧を可変する電圧変換手段を内蔵することで、デバイスの高速化等による低電圧化、対ノイズ信頼性向上等により駆動電源電圧が変更となった場合においても電力変換部の配置パターンを変更することなく接続することができる。

更に、トランジスタとして、使用するトランジスタ特性に合せて制御系の設計変更する必要がある電流制御型ではなく、ＩＧＢＴやＦＥＴ等の電圧制御型のトランジスタを用いることでドライブするための駆動信号生成部の設計・構成を統一することが出来るため、電力変換部の構成を変更することなく、接続変換手段の挿入のみで様々なトランジスタの接続に対応することができる。

以上のように本実施の形態においては、少なくとも駆動信号生成部を有する半導体モジュールと、該半導体モジュールにより駆動される電圧制御トランジスタと、それらを所定の箇所に配置構成された電力変換部を有する回路装置において、前記半導体モジュールと電力変換部との接続間、前記電圧制御トランジスタと電力変換部との接続間に端子間接続の変換を行う接続変換手段を備えることにより、使用する半導体モジュール、電圧制御トランジスタのパッケージが変更した場合でも、電力変換部の配置パターンを変更することなく接続・使用することができる。

以上のように、本発明にかかる回路装置は、半導体モジュールや電圧制御トランジスタのピン配置等のパッケージによらず電力変換部の配置パターンを統一することが出来るため、年度や機種等により種類の異なる半導体モジュールや電圧制御トランジスタを使用する可能性のある電化機器等あらゆる回路装置へ適用できる。

本発明の実施の形態１における回路装置の斜視図同回路装置の構成図同電圧制御トランジスタの斜視図同接続変換手段の構成図同第二の接続変換手段の構成図従来の回路装置の斜視図同回路装置の構成図従来の他の回路装置の斜視図同他の回路装置の構成図

符号の説明

１半導体モジュール
２駆動信号生成部
３接続変換手段
４電圧制御トランジスタ
５第二の接続変換手段
６電力変換部
７回路装置
８電力変換素子
９駆動回路
１０保護回路
１１回路モジュール
１２電圧変換手段
１３第二の電圧変換手段

Claims

駆動信号生成部を有する半導体モジュールと、前記半導体モジュールにより駆動される電圧制御トランジスタを有する電力変換部とを備え、前記半導体モジュールと前記電力変換部とを、電気的接続および機械的固定を行う接続変換手段を少なくとも１つ以上設けたことを特徴とする回路装置。
半導体モジュールを駆動するための電源電圧を変更する電圧可変手段を有する接続変換手段および／またはトランジスタを駆動するための電源電圧を変更する第二の電圧可変手段を有する第二の接続変換手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の回路装置。
電圧制御トランジスタを、電力変換素子、前記電力変換素子を駆動する駆動回路、前記電力変換素子の保護手段から構成する回路モジュールにて形成したことを特徴とする請求項１または２記載の回路装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路装置を具備したことを特徴とする空気調和機。