JP2010016924A - 電力半導体モジュールおよびこれを備えた半導体電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力半導体モジュールは、第1系統の回路におけるアームをそれぞれ構成する複数の第1系統の半導体素子41a、41bと、第2系統の回路におけるアームをそれぞれ構成する複数の第2系統の半導体素子41c、42dと、第1系統の半導体素子および第2系統の半導体素子に接合された第1系統および第2系統の半導体素子に共通の直流電極導体を含む複数の直流電極導体61、62と、第1系統の半導体素子および第2系統の半導体素子の各々に接合された複数の交流電極導体63、64と、を備え、第1系統の半導体素子および第2系統の半導体素子の各々は、直流電極導体と交流電極導体との間に挟まれて配置されている。
【選択図】 図3
Description
図1は、インバータ装置を示す斜視図であり、図2は、インバータ装置の等価回路を示している。図1および図2に示すように、インバータ装置10は、例えば、U相、V相、W相の3相インバータとして構成されているとともに、負荷対象として、例えば、第1モータ12および第2モータ14に電力を供給するように構成されている。インバータ装置10は、第1モータ12に電力を供給する第1系統のインバータ回路と、第2モータ14に電力を供給する第2系統のインバータ回路とを一体に備えている。
図3は、カバーを取外した状態における電力半導体モジュール16を示す斜視図、図4は、電力半導体モジュールの平面図、図5は、電力半導体モジュールを分解して示す斜視図、図6は、図3の線A−Aに沿った電力半導体モジュールの断面図である。
放熱板67の裏面には、図示しない熱伝導グリースが塗布され、放熱板は、この熱伝導グリースを介してインバータ装置の図示しない冷却器にネジ止め等により固定されている。
以上のことから、一層の小型化、冷却効率の向上が可能な電力半導体モジュール、および半導体電力変換装置が得られる。
図9は、第2の実施形態に係る電力半導体モジュールをそのカバーを取外して示し、図10は、電力半導体モジュールの一部の断面を示している。
第2の実施形態において、電力半導体モジュールの他の構成は、前述した第1の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
電力半導体モジュール100は、第1〜第6の導体に図示しない絶縁シートを介して接合された放熱板を有している。
16、18、20…電力半導体モジュール、22…バッテリ、24…コンデンサ、
32…制御ユニット、34…駆動基板、
41a、41b、41c、41d、42a、42b、42c、42d、43a、43b、43c、43d、44a、44b…IGBT、
51a、51b、51c、51d、52a、52b、52c、52d、53a、53b、53c、53d、54a、54b…ダイオード、61、101a、101b…第1導体、 62、102…第2導体、63、103a、103b…第3導体、
64、104a、104b…第4導体、105a、105b…第5導体、
106…第6導体、67…放熱板、68…切欠き、71…正極直流出力端子、
72…負極直流出力端子、73…第1交流出力端子、74…第2交流出力端子、
78a、78b、78c、78d…エミッタセンス端子
Claims (11)
- 第1系統の回路におけるアームをそれぞれ構成する複数の第1系統の半導体素子と、
第2系統の回路におけるアームをそれぞれ構成する複数の第2系統の半導体素子と、
前記第1系統の半導体素子および第2系統の半導体素子に接合された第1系統および第2系統の半導体素子に共通の直流電極導体を含む複数の直流電極導体と、
前記第1系統の半導体素子および前記第2系統の半導体素子の各々に接合された複数の交流電極導体と、を備え、
前記第1系統の半導体素子および第2系統の半導体素子の各々は、前記直流電極導体と交流電極導体との間に挟まれて配置されている電力半導体モジュール。 - 前記半導体素子の各々は、スイッチング素子およびダイオードを含み、前記スイッチング素子およびダイオードは、前記直流電極導体および交流電極導体に対して一方向に沿って交互に並んで配置されているとともに、前記直流電極導体あるいは交流電極導体を挟んで導体の両側に位置したスイッチング素子は、互いに前記一方向にずれた位置に配置されている請求項1に記載の電力半導体モジュール。
- 第1系統の回路における1相の上側アームを構成する第1半導体素子と、
前記第1系統の回路における1相の下側アームを構成する第2半導体素子と、
第2系統の回路における1相の上側アームを構成する第3半導体素子と、
前記第2系統の回路における1相の下側アームを構成する第4半導体素子と、
前記第1半導体素子の正極側および第3半導体素子の正極側に接合した第1導体と、
前記第2半導体素子の負極側および第4半導体素子の負極側に接合した第2導体と、
前記第1導体および第2導体間に配設され、前記第1半導体素子の負極側および第2半導体素子の正極側に接合した第3導体と、
前記第1導体および第2導体間に配設され、前記第3半導体素子の負極側および第4半導体素子の正極側に接合した第4導体と、
を備えた電力半導体モジュール。 - 前記第3導体は、前記第4導体と隙間をおいて対向した一端部を有し、
前記第4導体は、前記第3導体の一端部と対向した一端部とこの一端部と反対側に位置した他端部と、前記一端部から他端部まで延びた切欠きとを有し、
前記第1導体から延出した正極出力端子と、
前記第2導体から延出した負極出力端子と、
前記第3導体の前記一端部から前記第4導体の切欠きを通り前記第4導体の他端部を超えて延出した第1交流出力端子と、
前記第4導体の他端部から延出した第2交流出力端子と、を備えている請求項3に記載の電力半導体モジュール。 - 前記第1、第2、第3および第4導体は、それぞれ軸方向両端部を有する細長い棒状に形成されているとともに、平行に並んで配置され、前記第3および第4導体は、それぞれ前記第1導体と第2導体との間で、互いに隙間を置いて並んで配置され、
前記第1導体の一端部から延出した正極出力端子と、
前記第2導体の一端部から前記正極出力端子と同一方向に延出した負極出力端子と、
前記第3導体の前記第4導体と対向する一端部から前記正極出力端子と反対方向に延出した第1交流出力端子と、
前記第4導体の他端部から前記正極出力端子と反対方向に延出した第2交流出力端子と、を備えている請求項3に記載の電力半導体モジュール。 - 前記第3導体は、前記第4導体と隙間をおいて対向した一端部を有し、
前記第4導体は、前記第3導体の一端部と対向した一端部とこの一端部と反対側に位置した他端部と、を有し、
前記第1導体から延出した正極出力端子と、
前記第2導体から延出した負極出力端子と、
前記第3導体の前記一端部から前記第4導体の他端部を超えて延出しているとともに、前記第4導体に電気的に接続された交流出力端子と、を備えている請求項3に記載の電力半導体モジュール。 - 前記第1導体、第2導体、第3導体、および第4導体に接合された接合面を有する放熱部材を備えている請求項3ないし5のいずれか1項に記載の電力半導体モジュール。
- 前記第1半導体素子および第3半導体素子と前記第1導体との接合面、前記第2半導体素子および第4半導体素子と前記第2導体との接合面、前記第1半導体素子および第2半導体素子と前記第3導体との接合面、前記第3半導体素子および第4半導体素子と前記第4導体との接合面は、それぞれ前記放熱部材の接合面と交差して延びている請求項7に記載の電力半導体モジュール。
- 前記第1、第2、第3、第4半導体素子の各々は、スイッチング素子およびダイオードを含み、前記スイッチング素子およびダイオードは、前記第1導体、第2導体、第3導体および第4導体に対して一方向に沿って交互に並んで配置されているとともに、前記第3導体および第4導体を挟んで導体の両側に位置したスイッチング素子は、互いに前記一方向にずれた位置に配置されている請求項3に記載の電力半導体モジュール。
- 前記第1、第2、第3、第4半導体素子の各々は、スイッチング素子およびダイオードを含み、前記スイッチング素子に接続されるエミッタセンス端子を有し、このエミッタセンス端子は前記スイッチング素子以外の位置に設けられている請求項3に記載の電力半導体モジュール。
- 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の電力半導体モジュールと、
前記電力半導体モジュールを駆動する駆動回路と、
前記電力半導体モジュールを制御する制御回路と、を備えた半導体電力変換装置。
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