JP2011036015A - Power converter - Google Patents
Power converter Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011036015A JP2011036015A JP2009178942A JP2009178942A JP2011036015A JP 2011036015 A JP2011036015 A JP 2011036015A JP 2009178942 A JP2009178942 A JP 2009178942A JP 2009178942 A JP2009178942 A JP 2009178942A JP 2011036015 A JP2011036015 A JP 2011036015A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm side
- heat spreader
- switching element
- lower arm
- upper arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
- H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
- H01L2224/401—Disposition
- H01L2224/40135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/40137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
- H01L2224/49113—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting different bonding areas on the semiconductor or solid-state body to a common bonding area outside the body, e.g. converging wires
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
Abstract
Description
本発明は、直流電力から交流電力への変換、交流電力から直流電力への変換、或いは交流電力から交流電力への直接変換を行う電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a power conversion device that performs conversion from DC power to AC power, conversion from AC power to DC power, or direct conversion from AC power to AC power.
半導体装置の分野では、その小型化（高密度化）が求められることが多い。例えば、空気調和機の電動機に電力を供給するため等に用いられる電力変換装置（インバータ回路等）のようにパワーデバイスを含んだ半導体装置の分野では、パワーデバイス等の素子を絶縁性樹脂に封入して回路装置（いわばパッケージ）を構成し、その回路装置の裏面に、別の回路装置を実装して小型化を図った例がある（例えば特許文献１を参照）。 In the field of semiconductor devices, miniaturization (high density) is often required. For example, in the field of semiconductor devices including power devices such as power converters (inverter circuits, etc.) used to supply power to the motors of air conditioners, elements such as power devices are enclosed in an insulating resin. There is an example in which a circuit device (so-called package) is configured, and another circuit device is mounted on the back surface of the circuit device to reduce the size (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、電力変換装置では、スイッチング素子や還流ダイオード等の回路素子同士を接続するワイヤ配線が数多く存在するうえ、スイッチング素子等にはヒートスプレッダを取り付ける必要があり、これらのヒートスプレッダ等が電力変換装置の小型化、低コスト化の妨げになっている。 However, in power converters, there are many wire wirings that connect circuit elements such as switching elements and freewheeling diodes, and it is necessary to attach heat spreaders to the switching elements, etc. These heat spreaders are small in size of power converters. This hinders cost reduction and cost reduction.
本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、電力変換装置の小型化、低コスト化を図ることを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described problem, and aims to reduce the size and cost of the power conversion device.
上記の課題を解決するため、第１の発明は、
インバータ回路（120）の上アームを構成する複数の上アーム側スイッチング素子（130）と、
前記インバータ回路（120）の下アームを構成する複数の下アーム側スイッチング素子（140）と、
前記上アーム側スイッチング素子（130）のみを搭載する上アーム側ヒートスプレッダ（30）と、
前記下アーム側スイッチング素子（140）のみを搭載し、搭載した下アーム側スイッチング素子（140）の一方の被制御端子（142）が接する下アーム側ヒートスプレッダ（40）と、
前記上アーム側スイッチング素子（130）と前記下アーム側スイッチング素子（140）とを１対１に電気的に直列接続する接続部（60…）と、
を備えていることを特徴とする電力変換装置である。
In order to solve the above problems, the first invention is
A plurality of upper arm side switching elements (130) constituting the upper arm of the inverter circuit (120);
A plurality of lower arm side switching elements (140) constituting the lower arm of the inverter circuit (120);
An upper arm side heat spreader (30) on which only the upper arm side switching element (130) is mounted;
Only the lower arm side switching element (140) is mounted, and the lower arm side heat spreader (40) with which one controlled terminal (142) of the mounted lower arm side switching element (140) contacts,
A connection part (60...) For electrically connecting the upper arm side switching element (130) and the lower arm side switching element (140) in a one-to-one relationship;
It is provided with the power converter device characterized by the above-mentioned.
この構成では、各ヒートスプレッダ（30,40）には、スイッチング素子（130,140）のみが搭載されている。例えば、スイッチング素子に外付けの還流ダイオードを設けたインバータ回路では、スイッチング素子用のヒートスプレッダに還流ダイオード用スペースを設け、そのヒートスプレッダに還流ダイオードを搭載することが多く、ヒートスプレッダが大型化する傾向にあった。これに対し、本発明では、このような還流ダイオード用のスペースが不要であり、ヒートスプレッダ（30,40）の小型化が可能になる。また、還流ダイオードとスイッチング素子との間を接続するワイヤ配線も不要になる。 In this configuration, only the switching element (130, 140) is mounted on each heat spreader (30, 40). For example, in an inverter circuit in which an external free-wheeling diode is provided in the switching element, a free-wheeling diode space is often provided in the heat spreader for the switching element, and the free-wheeling diode is often mounted in the heat spreader, and the heat spreader tends to be large. It was. On the other hand, in the present invention, such a space for the free wheel diode is unnecessary, and the heat spreader (30, 40) can be downsized. In addition, the wire wiring for connecting the reflux diode and the switching element is not necessary.
また、第２の発明は、
第１の発明の電力変換装置において、
前記下アーム側ヒートスプレッダ（40）は、前記下アーム側スイッチング素子（140）毎に設けられ、
前記接続部（60…）は、前記上アーム側スイッチング素子（130）と前記下アーム側ヒートスプレッダ（40）とを１対１に接続する複数の上アーム側ワイヤ配線（60）であることを特徴とする。
In addition, the second invention,
In the power converter of the first invention,
The lower arm side heat spreader (40) is provided for each lower arm side switching element (140),
The connecting portion (60) is a plurality of upper arm side wire wirings (60) for connecting the upper arm side switching element (130) and the lower arm side heat spreader (40) in a one-to-one relationship. And
この構成では、上アーム側と下アーム側のスイッチング素子（130,140）がワイヤ配線（60）によって直列接続される。 In this configuration, the switching elements (130, 140) on the upper arm side and the lower arm side are connected in series by the wire wiring (60).
また、第３の発明は、
第１の発明の電力変換装置において、
前記上アーム側ヒートスプレッダ（30）は、前記上アーム側スイッチング素子（130）毎に設けられ、
前記下アーム側ヒートスプレッダ（40）は、前記下アーム側スイッチング素子（140）毎に設けられ、
前記上アーム側ヒートスプレッダ（30）と前記下アーム側ヒートスプレッダ（40）とは、一体的に形成されて、前記接続部（60…）を構成していることを特徴とする。
In addition, the third invention,
In the power converter of the first invention,
The upper arm side heat spreader (30) is provided for each upper arm side switching element (130),
The lower arm side heat spreader (40) is provided for each lower arm side switching element (140),
The upper arm side heat spreader (30) and the lower arm side heat spreader (40) are integrally formed to constitute the connecting portion (60).
この構成では、ヒートスプレッダが上アーム側と下アーム側のスイッチング素子（130,140）を直列接続する。 In this configuration, the heat spreader connects the switching elements (130, 140) on the upper arm side and the lower arm side in series.
また、第４の発明は、
第３の発明の電力変換装置において、さらに、
上アーム側スイッチング素子（130）同士を橋渡しして並列接続する第１金属プレート（206）と、
下アーム側スイッチング素子（140）同士を橋渡しして並列接続する第２金属プレート（207）と、
を備えていることを特徴とする。
In addition, the fourth invention is
In the power conversion device of the third invention,
A first metal plate (206) that bridges and connects the upper arm side switching elements (130) in parallel;
A second metal plate (207) that bridges and connects the lower arm side switching elements (140) in parallel;
It is characterized by having.
この構成により、上アーム側スイッチング素子（130）同士の接続や、下アーム側スイッチング素子（140）同士の接続が金属プレート（206,207）によって行われる。 With this configuration, the connection between the upper arm side switching elements (130) and the connection between the lower arm side switching elements (140) are performed by the metal plates (206, 207).
また、第５の発明は、
第１の発明の電力変換装置において、
前記上アーム側ヒートスプレッダ（30）は、１つのみ設けられて、前記上アーム側スイッチング素子（130）同士を並列接続し、
前記下アーム側ヒートスプレッダ（40）は、１つのみ設けられて、前記下アーム側スイッチング素子（140）同士を並列接続していることを特徴とする。
In addition, the fifth invention,
In the power converter of the first invention,
The upper arm side heat spreader (30) is provided only one, and the upper arm side switching elements (130) are connected in parallel,
Only one lower arm side heat spreader (40) is provided, and the lower arm side switching elements (140) are connected in parallel.
この構成では、ヒートスプレッダ（30,40）は、上アーム側、及び下アーム側にそれぞれ１つずつ設けられることになる。すなわち、従来の電力変換装置では、少なくとも下アーム側スイッチング素子（140）にはそれぞれ別個のヒートスプレッダを設けるのが一般的であったが、この発明では、従来の電力変換装置よりもヒートスプレッダの数を低減できる。 In this configuration, one heat spreader (30, 40) is provided on each of the upper arm side and the lower arm side. That is, in the conventional power converter, it is common to provide separate heat spreaders for at least the lower arm side switching elements (140). However, in the present invention, the number of heat spreaders is larger than that of the conventional power converter. Can be reduced.
また、第６の発明は、
第５の発明の電力変換装置において、
前記接続部（60…）は、前記上アーム側スイッチング素子（130）と前記下アーム側スイッチング素子（140）とを１対１に橋渡しして並列接続する複数の金属プレート（302）で構成されていることを特徴とする。
In addition, the sixth invention,
In the power converter of the fifth invention,
The connecting portion (60 ...) is composed of a plurality of metal plates (302) that bridge the upper arm side switching element (130) and the lower arm side switching element (140) in a one-to-one relationship and connect them in parallel. It is characterized by.
この構成では、上アーム側スイッチング素子（130）と下アーム側スイッチング素子（140）とが、金属プレート（302）によって直列接続される。 In this configuration, the upper arm side switching element (130) and the lower arm side switching element (140) are connected in series by the metal plate (302).
また、第７の発明は、
逆導通可能な複数のスイッチング素子（130,140）と、
複数のヒートスプレッダ（30,40）と、
を備え、
それぞれのヒートスプレッダ（30,40）は、前記スイッチング素子（130,140）のみを搭載していることを特徴とする。
In addition, the seventh invention,
A plurality of switching elements (130,140) capable of reverse conduction;
Multiple heat spreaders (30,40),
With
Each of the heat spreaders (30, 40) is mounted with only the switching element (130, 140).
この構成では、スイッチング素子（130,140）が逆導通可能なので、還流ダイオードを省略することが可能である。すなわち、還流ダイオード用のヒートスプレッダが不要な分、スイッチング素子（130,140）用のヒートスプレッダ（30,40）を小型化できる。また、還流ダイオードとスイッチング素子との間を接続するワイヤ配線も不要になる。 In this configuration, since the switching elements (130, 140) can be reversely connected, the free wheel diode can be omitted. That is, the heat spreader (30, 40) for the switching element (130, 140) can be reduced in size because the heat spreader for the reflux diode is unnecessary. In addition, the wire wiring for connecting the reflux diode and the switching element is not necessary.
第１の発明によれば、ヒートスプレッダ（30,40）の小型化、ワイヤ配線の低減が可能になるので、電力変換装置の小型化、低コスト化が可能になる。 According to the first invention, the heat spreader (30, 40) can be reduced in size and the wire wiring can be reduced, so that the power converter can be reduced in size and cost.
また、第２の発明によれば、上アーム側と下アーム側のスイッチング素子（130,140）を容易に接続できる。 Further, according to the second invention, the switching elements (130, 140) on the upper arm side and the lower arm side can be easily connected.
また、第３の発明によれば、上アーム側と下アーム側のスイッチング素子（130,140）の接続のために、ワイヤ配線などを設ける必要がない。すなわち、この発明では、ワイヤ配線などの配線部材を低減でき、電力変換装置の小型化、低コスト化に貢献できる。 Further, according to the third invention, there is no need to provide wire wiring or the like for connecting the switching elements (130, 140) on the upper arm side and the lower arm side. That is, in this invention, wiring members, such as wire wiring, can be reduced and it can contribute to size reduction and cost reduction of a power converter device.
また、第４の発明によれば、各アームにおけるスイッチング素子（130,140）同士の接続が金属プレート（206,207）によって行われるので、各アームのスイッチング素子（130,140）同士をより近接させることができ、その結果、電力変換装置をより小型化することが可能になる。 According to the fourth invention, the switching elements (130, 140) in each arm are connected to each other by the metal plate (206, 207), so that the switching elements (130, 140) in each arm can be brought closer to each other. As a result, the power conversion device can be further downsized.
また、第５の発明によれば、従来の電力変換装置よりもヒートスプレッダの数を低減できるので、電力変換装置の小型化、低コスト化に貢献できる。 In addition, according to the fifth aspect of the invention, the number of heat spreaders can be reduced as compared with the conventional power conversion device, which can contribute to downsizing and cost reduction of the power conversion device.
また、第６の発明によれば、上アーム側と下アーム側のスイッチング素子（130,140）の接続が金属プレート（302）によって行われるので、スイッチング素子（130,140）同士をより近接させることができ、その結果、電力変換装置をより小型化することが可能になる。 In addition, according to the sixth invention, the switching elements (130, 140) on the upper arm side and the lower arm side are connected by the metal plate (302), so that the switching elements (130, 140) can be brought closer to each other, As a result, the power converter can be further downsized.
また、第７の発明によれば、ヒートスプレッダ（30,40）の小型化、ワイヤ配線の低減が可能になるので、電力変換装置の小型化、低コスト化が可能になる。 Further, according to the seventh invention, the heat spreader (30, 40) can be downsized and the wire wiring can be reduced, so that the power converter can be downsized and the cost can be reduced.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
《発明の実施形態１》
-概要-
図１は、本発明の実施形態に係る電力変換装置の構成を示すブロック図である。この電力変換装置（100）は、交流電源（2）（例えば商用電源）をコンバータ回路（110）によって整流し、その直流をインバータ回路（120）によって三相交流に変換してモータ（3）に供給するものである。このモータ（3）は、例えば、空気調和機の冷媒回路に設けられる圧縮機を駆動するものである。
Embodiment 1 of the Invention
-Overview-
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power converter according to an embodiment of the present invention. The power converter (100) rectifies an AC power source (2) (for example, commercial power source) by a converter circuit (110), converts the direct current to three-phase AC by an inverter circuit (120), and converts it into a motor (3). To supply. The motor (3) drives, for example, a compressor provided in a refrigerant circuit of an air conditioner.
なお、本明細書でいう「電力変換装置」とは、本実施形態のようにコンバータ回路（110）とインバータ回路（120）の両方を含んだものの他、例えばインバータ回路のみで構成された装置や、マトリクスコンバータのようないわゆる直接変換型の電力変換装置も含む概念である。 In addition, the “power conversion device” in the present specification includes both the converter circuit (110) and the inverter circuit (120) as in the present embodiment, for example, a device configured only by the inverter circuit, The concept also includes a so-called direct conversion type power conversion device such as a matrix converter.
また、以下の説明において、スイッチング素子の上面（あるいは上側）、下面（あるいは下側）とは、スイッチング素子においてヒートスプレッダに面した側を下面といい、その反対側を上面という。 Moreover, in the following description, the upper surface (or upper side) and lower surface (or lower side) of the switching element are referred to as the lower surface when the switching element faces the heat spreader, and the opposite side is referred to as the upper surface.
《インバータ回路》
インバータ回路（120）は、上アームを構成する３つの上アーム側スイッチング素子（130）、及び下アームを構成する３つの下アーム側スイッチング素子（140）を備えている。
<Inverter circuit>
The inverter circuit (120) includes three upper arm side switching elements (130) constituting the upper arm and three lower arm side switching elements (140) constituting the lower arm.
-スイッチング素子-
本実施形態のスイッチング素子（130,140）は、逆導通が可能な、いわゆる双方向スイッチング素子である。本実施形態のスイッチング素子（130,140）は、ワイドバンドギャップ半導体を用いたユニポーラ素子であり、具体的にはＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴである。ＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴは、ＳｉＣ（Silicon Carbide，炭化ケイ素）を主材料とした半導体素子である。そして、１つのスイッチング素子（130,140）は、１つのベアチップとして形成されている。このベアチップの一方の面には、ドレイン（131,141）が形成され、もう一方の面にソース（132,142）とゲート（134,144）がそれぞれ形成されている。
-Switching element-
The switching elements (130, 140) of the present embodiment are so-called bidirectional switching elements capable of reverse conduction. The switching elements (130, 140) of the present embodiment are unipolar elements using a wide band gap semiconductor, and specifically, SiC MOSFETs. The SiC MOSFET is a semiconductor element whose main material is SiC (Silicon Carbide, silicon carbide). One switching element (130, 140) is formed as one bare chip. A drain (131, 141) is formed on one surface of the bare chip, and a source (132, 142) and a gate (134, 144) are formed on the other surface, respectively.
-インバータ回路（120）の概略動作-
上記インバータ回路（120）では、６個のスイッチング素子（130,140）の逆導通特性を利用し、同期整流を行うようになっている。図２は、同期整流の基本的な概念を示す図である。同期整流とは、図２に示すように、寄生ダイオード（133,143）に逆方向電流が流れる際に、スイッチング素子（130,140）をオンにし、該スイッチング素子（130,140）側に逆方向電流を流す制御方法である。これにより逆方向電流が流れた際の導通損失を低減できる。
-General operation of inverter circuit (120)-
In the inverter circuit (120), synchronous rectification is performed by utilizing the reverse conduction characteristics of the six switching elements (130, 140). FIG. 2 is a diagram illustrating a basic concept of synchronous rectification. As shown in FIG. 2, the synchronous rectification is a control method for turning on the switching element (130, 140) and flowing the reverse current to the switching element (130, 140) side when the reverse current flows in the parasitic diode (133, 143). It is. This can reduce conduction loss when a reverse current flows.
《スイッチング素子等の実装》
-概要-
本実施形態では、インバータ回路（120）は、絶縁基板（10）上に形成され、コンバータ回路（110）や駆動回路（図示は省略）とともに、所定のパッケージ（図示は省略）に収容されてパワーモジュールを構成している。図３は、スイッチング素子（130,140）等の実装状態を模式的に示す斜視図である。この図に示すように、各スイッチング素子（130,140）は、絶縁基板（10）上に実装され、交流電力を出力する。
<Mounting of switching elements, etc.>
-Overview-
In the present embodiment, the inverter circuit (120) is formed on the insulating substrate (10), and is housed in a predetermined package (not shown) together with the converter circuit (110) and the drive circuit (not shown). The module is configured. FIG. 3 is a perspective view schematically showing a mounting state of the switching elements (130, 140) and the like. As shown in this figure, each switching element (130, 140) is mounted on an insulating substrate (10) and outputs AC power.
本実施形態のインバータ回路（120）では、スイッチング素子（130,140）等は、絶縁基板（10）上のヒートスプレッダやワイヤ配線等によって電気的に接続されている。具体的には、このインバータ回路（120）では、ワイヤ配線として、グランド側ワイヤ配線（50）、及び上アーム側ワイヤ配線（60）がそれぞれ複数設けられている。また、ヒートスプレッダには、上アーム側ヒートスプレッダ（30）と下アーム側ヒートスプレッダ（40）とがある。以下ではこれらの実装について詳述する。 In the inverter circuit (120) of the present embodiment, the switching elements (130, 140) and the like are electrically connected by a heat spreader, wire wiring, etc. on the insulating substrate (10). Specifically, in the inverter circuit (120), a plurality of ground side wire lines (50) and a plurality of upper arm side wire lines (60) are provided as wire lines. The heat spreader includes an upper arm side heat spreader (30) and a lower arm side heat spreader (40). These implementations are described in detail below.
-ヒートスプレッダ-
上アーム側ヒートスプレッダ（30）は、この例では３つ設けられている。これらの３つの上アーム側ヒートスプレッダ（30）は、図３に示すように、その平面形状が概ね長方形をしていて、絶縁基板（10）上に一列に並んで配置されている。
-Heat spreader-
In this example, three upper arm side heat spreaders (30) are provided. As shown in FIG. 3, these three upper arm side heat spreaders (30) have a substantially rectangular planar shape and are arranged in a line on the insulating substrate (10).
また、下アーム側ヒートスプレッダ（40）も３つ設けられており、その平面形状は概ね長方形をしている。これらの下アーム側ヒートスプレッダ（40）は、上アーム側ヒートスプレッダ（30）の列に平行して、一列に配置されている。 Three lower arm side heat spreaders (40) are also provided, and the planar shape thereof is generally rectangular. These lower arm side heat spreaders (40) are arranged in a row parallel to the row of the upper arm side heat spreaders (30).
-スイッチング素子-
〈１〉上アーム側スイッチング素子（130）
既述の通り、上アーム側スイッチング素子（130）は３つ設けられている。それぞれの上アーム側スイッチング素子（130）が、交流の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に対応している。これらの上アーム側スイッチング素子（130）は、上アーム側ヒートスプレッダ（30）に、１つずつ搭載されている。
-Switching element-
<1> Upper arm side switching element (130)
As described above, three upper arm side switching elements (130) are provided. Each upper arm side switching element (130) corresponds to each AC phase (U, V, W). These upper arm side switching elements (130) are mounted one by one on the upper arm side heat spreader (30).
より詳しくは、上アーム側ヒートスプレッダ（30）は、１つの上アーム側スイッチング素子（130）を搭載するだけの領域を有している。そして、それぞれの上アーム側スイッチング素子（130）は、そのドレイン（131）側の面を上アーム側ヒートスプレッダ（30）側（下面）にして搭載され、該ドレイン（131）側の面が上アーム側ヒートスプレッダ（30）に半田付けされている。これにより、上アーム側スイッチング素子（130）のドレイン（131）と上アーム側ヒートスプレッダ（30）とが電気的に接続される。そして、それぞれの上アーム側ヒートスプレッダ（30）は、例えばワイヤ配線等によって、コンバータ回路（110）の正側ノード（P）にそれぞれ接続されている。すなわち、上アーム側スイッチング素子（130）同士は、ドレイン（131）側で電気的に並列接続されることになる。 More specifically, the upper arm side heat spreader (30) has an area for mounting only one upper arm side switching element (130). Each upper arm side switching element (130) is mounted with its drain (131) side surface on the upper arm side heat spreader (30) side (lower surface), and the drain (131) side surface is the upper arm side. Soldered to the side heat spreader (30). Thereby, the drain (131) of the upper arm side switching element (130) and the upper arm side heat spreader (30) are electrically connected. Each upper arm side heat spreader (30) is connected to the positive side node (P) of the converter circuit (110), for example, by wire wiring or the like. That is, the upper arm side switching elements (130) are electrically connected in parallel on the drain (131) side.
〈２〉下アーム側スイッチング素子（140）
下アーム側スイッチング素子（140）は、下アーム側ヒートスプレッダ（40）に、１つずつ搭載されている。より詳しくは、下アーム側ヒートスプレッダ（40）は、１つの下アーム側スイッチング素子（140）を搭載するだけの領域と、前記上アーム側ワイヤ配線（60）をボンディングする領域とを有している。そして、このインバータ回路（120）では、下アーム側スイッチング素子（140）を、そのドレイン（141）側の面が下アーム側ヒートスプレッダ（40）側（下面）となるように、該下アーム側ヒートスプレッダ（40）に半田付けしてある。すなわち、下アーム側スイッチング素子（140）のドレイン（141）は、下アーム側ヒートスプレッダ（40）と電気的に接続されている。なお、下アーム側スイッチング素子（140）の上面側（下アーム側ヒートスプレッダ（40）とは反対側の面）にはソース（142）、すなわち被制御端子がある。
<2> Lower arm side switching element (140)
The lower arm side switching element (140) is mounted on the lower arm side heat spreader (40) one by one. More specifically, the lower arm side heat spreader (40) has a region for mounting only one lower arm side switching element (140) and a region for bonding the upper arm side wire wiring (60). . In this inverter circuit (120), the lower arm side heat spreader is arranged such that the lower arm side switching element (140) has the drain (141) side surface facing the lower arm side heat spreader (40) side (lower surface). Soldered to (40). That is, the drain (141) of the lower arm side switching element (140) is electrically connected to the lower arm side heat spreader (40). Note that a source (142), that is, a controlled terminal is provided on the upper surface side of the lower arm side switching element (140) (the surface opposite to the lower arm side heat spreader (40)).
-ワイヤ配線-
グランド側ワイヤ配線（50）は、下アーム側スイッチング素子（140）毎に設けられている。それぞれのグランド側ワイヤ配線（50）は、下アーム側スイッチング素子（140）の上面側にあるソース（142）と、コンバータ回路（110）の負側ノード（N）とを電気的に接続している。
-Wire wiring-
The ground side wire wiring (50) is provided for each lower arm side switching element (140). Each ground side wire (50) electrically connects the source (142) on the upper surface side of the lower arm side switching element (140) and the negative side node (N) of the converter circuit (110). Yes.
また、上アーム側ワイヤ配線（60）は、上アーム側スイッチング素子（130）毎に設けられている。それぞれの上アーム側ワイヤ配線（60）は上アーム側スイッチング素子（130）の上面側（上アーム側ヒートスプレッダ（30）とは反対側）にあるソース（132）と、下アーム側ヒートスプレッダ（40）とを電気的に接続している。これにより、上アーム側スイッチング素子（130）と下アーム側スイッチング素子（140）とは、上アーム側ワイヤ配線（60）と下アーム側ヒートスプレッダ（40）を介して、直列接続されることになる。この下アーム側ヒートスプレッダ（40）と上アーム側ワイヤ配線（60）は、本発明の接続部の一例である。 Further, the upper arm side wire wiring (60) is provided for each upper arm side switching element (130). Each upper arm side wire wiring (60) includes a source (132) on the upper surface side of the upper arm side switching element (130) (the side opposite to the upper arm side heat spreader (30)), and a lower arm side heat spreader (40). And are electrically connected. Accordingly, the upper arm side switching element (130) and the lower arm side switching element (140) are connected in series via the upper arm side wire wiring (60) and the lower arm side heat spreader (40). . The lower arm side heat spreader (40) and the upper arm side wire wiring (60) are examples of the connecting portion of the present invention.
《本実施形態における効果》
例えば、スイッチング素子に外付けの還流ダイオードを設けたインバータ回路（以下、説明の便宜のため従来のインバータ回路という）では、スイッチング素子用のヒートスプレッダに還流ダイオード用スペースを設け、そのヒートスプレッダに還流ダイオードを搭載することが多かった。そのため、従来のインバータ回路では、ヒートスプレッダが大型化する傾向にあった。
<< Effect in this embodiment >>
For example, in an inverter circuit in which an external free-wheeling diode is provided in the switching element (hereinafter referred to as a conventional inverter circuit for convenience of explanation), a free-wheeling diode space is provided in the heat spreader for the switching element, and the free-wheeling diode is provided in the heat spreader. It was often installed. Therefore, in the conventional inverter circuit, the heat spreader tends to increase in size.
しかしながら、本実施形態では、スイッチング素子として、ワイドバンドギャップ半導体で形成した逆導通可能なスイッチング素子（130,140）を用いているので、スイッチング素子（130,140）に還流ダイオードを外付けする必要がない。そのため、本実施形態では、このような還流ダイオード用のスペースが不要であり、各ヒートスプレッダ（30,40）の小型化が可能になる。また、還流ダイオードとスイッチング素子との間を接続するワイヤ配線も不要になる。すなわち、本実施形態によれば、電力変換装置の小型化、低コスト化が可能になる。 However, in this embodiment, since the switching element (130, 140) formed of a wide band gap semiconductor and capable of reverse conduction is used as the switching element, there is no need to attach a freewheeling diode to the switching element (130, 140). Therefore, in this embodiment, such a space for the free wheel diode is unnecessary, and the heat spreaders (30, 40) can be downsized. In addition, the wire wiring for connecting the reflux diode and the switching element is not necessary. That is, according to the present embodiment, the power conversion device can be reduced in size and cost.
また、各スイッチング素子（130,140）をワイドバンドギャップ半導体で構成しているので、各スイッチング素子（130,140）の寄生ダイオードのリカバリー電流は、一般的なスイッチング素子（例えばシリコン（Ｓｉ）を主材料として用いたスイッチング素子）よりも小さい。それゆえ、本実施形態のスイッチング素子（130,140）では、スイッチング動作を行った際の発熱量が、一般的なスイッチング素子よりも小さい。すなわち、この点からも本実施形態は、ヒートスプレッダの小型化、すなわち電力変換装置の小型化に貢献することが可能になる。 In addition, since each switching element (130,140) is composed of a wide band gap semiconductor, the recovery current of the parasitic diode of each switching element (130,140) uses a general switching element (for example, silicon (Si) as a main material). Smaller than the switching element). Therefore, in the switching elements (130, 140) of the present embodiment, the amount of heat generated when the switching operation is performed is smaller than that of a general switching element. That is, also from this point, the present embodiment can contribute to downsizing of the heat spreader, that is, downsizing of the power converter.
《実施形態１の変形例》
図４は、実施形態１の変形例を説明する図である。なお、実装状態を説明する以下の各図では、絶縁基板（10）の記載を省略している。
<< Modification of Embodiment 1 >>
FIG. 4 is a diagram for explaining a modification of the first embodiment. In addition, description of the insulated substrate (10) is abbreviate | omitted in each following figure explaining a mounting state.
本変形例では、図４に示すように、上アーム側ヒートスプレッダ（30）を１つだけ設けて、その上アーム側ヒートスプレッダ（30）上に３つの上アーム側スイッチング素子（130）を搭載している。このようにしても、やはり還流ダイオードを搭載する必要がない分、上アーム側ヒートスプレッダ（30）の小型化が可能になり、電力変換装置の低コスト化が可能になる。 In this modification, as shown in FIG. 4, only one upper arm side heat spreader (30) is provided, and three upper arm side switching elements (130) are mounted on the upper arm side heat spreader (30). Yes. Even in this case, it is possible to reduce the size of the upper arm side heat spreader (30) and to reduce the cost of the power conversion device because it is not necessary to mount the freewheeling diode.
《発明の実施形態２》
図５は、本発明の実施形態２に係る電力変換装置（200）におけるヒートスプレッダ等の実装状態を模式的に示す斜視図である。この電力変換装置（200）は、出力する交流の各相に対応してヒートスプレッダが設けられている。具合的に、電力変換装置（200）では、前記上アーム側及び下アーム側ヒートスプレッダ（30,40）の代わりに、Ｕ相用ヒートスプレッダ（201）、Ｖ相用ヒートスプレッダ（202）、及びＷ相用ヒートスプレッダ（203）を備えている。また、実施形態１の電力変換装置（100）では必要であった上アーム側ワイヤ配線（60）は設けられていない。
<<
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a mounted state of a heat spreader and the like in the power conversion device (200) according to the second embodiment of the present invention. This power converter (200) is provided with a heat spreader corresponding to each alternating current phase to be output. Specifically, in the power conversion device (200), instead of the upper arm side and lower arm side heat spreaders (30, 40), a U-phase heat spreader (201), a V-phase heat spreader (202), and a W-phase heat spreader A heat spreader (203) is provided. Moreover, the upper arm side wire wiring (60) required in the power converter device (100) of Embodiment 1 is not provided.
〈スイッチング素子等の実装〉
それぞれのヒートスプレッダ（201,202,203）は、この例では、平面形状が概ね長方形をしていて、互いに平行して配置されている。そして、それぞれのヒートスプレッダ（201,202,203）には、上アーム側スイッチング素子（130）と下アーム側スイッチング素子（140）がそれぞれ１つずつ搭載されている。つまり、１つのヒートスプレッダ（201,202,203）で、前記の上アーム側ヒートスプレッダ（30）と下アーム側ヒートスプレッダ（40）の両方の役割を果たしており、本実施形態のヒートスプレッダ（201,202,203）は、上アーム側と下アーム側のヒートスプレッダ（30,40）が一体的に形成されたものと見なしてもよい。
<Mounting of switching elements>
In this example, each of the heat spreaders (201, 202, 203) has a substantially rectangular planar shape and is arranged in parallel to each other. Each of the heat spreaders (201, 202, 203) is equipped with one upper arm side switching element (130) and one lower arm side switching element (140). That is, one heat spreader (201, 202, 203) serves as both the upper arm side heat spreader (30) and the lower arm side heat spreader (40), and the heat spreader (201, 202, 203) of the present embodiment has the upper arm side and the lower arm side. It may be considered that the arm-side heat spreader (30, 40) is integrally formed.
この例では、それぞれのヒートスプレッダ（201,202,203）は、２つのスイッチング素子（130,140）を搭載するだけの大きさを有している。そして、例えばＵ相の上アーム側スイッチング素子（130）は、そのソース（132）側の面をＵ相用ヒートスプレッダ（201）側（下面）にして搭載され、該ソース（132）側の面がＵ相用ヒートスプレッダ（201）に半田付けされている。これにより、上アーム側スイッチング素子（130）のソース（132）とＵ相用ヒートスプレッダ（201）とが電気的に接続される。すなわち、本実施形態では、上アーム側スイッチング素子（130）の搭載の向きが、実施形態１とは表裏が逆転している。 In this example, each heat spreader (201, 202, 203) has a size sufficient to mount two switching elements (130, 140). For example, the U-phase upper arm side switching element (130) is mounted with the surface on the source (132) side being the U-phase heat spreader (201) side (lower surface), and the surface on the source (132) side is Soldered to a U-phase heat spreader (201). Thereby, the source (132) of the upper arm side switching element (130) and the U-phase heat spreader (201) are electrically connected. That is, in this embodiment, the mounting direction of the upper arm side switching element (130) is reversed from the front and back of the first embodiment.
一方、下アーム側スイッチング素子（140）の搭載方向は、実施形態１の搭載方向と同じである。すなわち、下アーム側スイッチング素子（140）は、そのドレイン（141）側の面が下アーム側ヒートスプレッダ（40）側（下面）となるように、Ｕ相用ヒートスプレッダ（201）に搭載され、該Ｕ相用ヒートスプレッダ（201）に半田付けされている。すなわち、Ｕ相用ヒートスプレッダ（201）は、下アーム側スイッチング素子（140）のドレイン（141）と、上アーム側スイッチング素子（130）のソース（132）とを、電気的に直列接続している。同様に、Ｖ，Ｗ相についても、各相のヒートスプレッダ（202,203）が、上アーム側スイッチング素子（130）と下アーム側スイッチング素子（140）とを電気的に直列接続している。このように、本実施形態では、各ヒートスプレッダ（201,202,203）が前記上アーム側ワイヤ配線（60）の役目を果たしているのである。これらのヒートスプレッダ（201,202,203）も本発明の接続部の一例である。 On the other hand, the mounting direction of the lower arm side switching element (140) is the same as the mounting direction of the first embodiment. That is, the lower arm side switching element (140) is mounted on the U-phase heat spreader (201) so that its drain (141) side surface is on the lower arm side heat spreader (40) side (lower surface). Soldered to the phase heat spreader (201). That is, in the U-phase heat spreader (201), the drain (141) of the lower arm side switching element (140) and the source (132) of the upper arm side switching element (130) are electrically connected in series. . Similarly, for the V and W phases, the heat spreader (202, 203) of each phase electrically connects the upper arm side switching element (130) and the lower arm side switching element (140) in series. Thus, in this embodiment, each heat spreader (201, 202, 203) plays the role of the upper arm side wire wiring (60). These heat spreaders (201, 202, 203) are also examples of the connecting portion of the present invention.
なお、上アーム側スイッチング素子（130）のドレイン（131）同士は、図５に示すように、ワイヤ配線（204）で互いに接続されるとともに、何れかの相（この例ではＷ相）のドレイン（131）が、該ワイヤ配線（204）によって正側ノード（P）に接続されている。また、下アーム側スイッチング素子（140）のソース（142）同士は、図５に示すように、ワイヤ配線（205）で互いに接続されるとともに、何れかの相（この例ではＷ相）のソース（142）が、該ワイヤ配線（205）によって正側ノード（P）に接続されている。上記の実装により、図１に示したインバータ回路（120）と等価な回路が構成される。 As shown in FIG. 5, the drains (131) of the upper arm side switching element (130) are connected to each other by a wire wiring (204) and drains of any phase (in this example, W phase). (131) is connected to the positive node (P) by the wire wiring (204). Further, as shown in FIG. 5, the sources (142) of the lower arm side switching element (140) are connected to each other by a wire wiring (205), and the source of any phase (in this example, W phase) (142) is connected to the positive node (P) by the wire wiring (205). With the above implementation, a circuit equivalent to the inverter circuit (120) shown in FIG. 1 is configured.
《本実施形態における効果》
以上のように、本実施形態では、実施形態１と比べると、ヒートスプレッダの数が６つから３つに低減している。これにより、ヒートスプレッダの取り付け工数やヒートスプレッダのコストを低減することが可能になる。また、上アーム側及び下アーム側のスイッチング素子（130,140）で１つのヒートスプレッダ（201,202,203）を兼用しているので、それぞれ別個にヒートスプレッダを設けるよりも、上アーム側と下アーム側のスイッチング素子（130,140）をより近接させることが可能になり、電力変換装置（200）をより小型化することが可能になる。
<< Effect in this embodiment >>
As described above, in the present embodiment, the number of heat spreaders is reduced from six to three as compared with the first embodiment. Thereby, it becomes possible to reduce the man-hours for installing the heat spreader and the cost of the heat spreader. Further, since the switching elements (130, 140) on the upper arm side and the lower arm side also serve as one heat spreader (201, 202, 203), the switching elements (130, 140) on the upper arm side and the lower arm side are provided rather than providing the heat spreaders separately. ) Can be made closer to each other, and the power conversion device (200) can be further downsized.
また、各ヒートスプレッダ（201,202,203）が前記上アーム側ワイヤ配線（60）の役目を果たしているので、ワイヤ配線の数も実施形態１と比べ、低減することができ、この点からも電力変換装置（200）の低コスト化に貢献することが可能になる。 In addition, since each heat spreader (201, 202, 203) plays the role of the upper arm side wire wiring (60), the number of wire wirings can be reduced as compared with the first embodiment, and also from this point, the power conversion device (200 ) Can contribute to cost reduction.
《実施形態２の変形例》
図６は、実施形態２の変形例に係る電力変換装置におけるヒートスプレッダ等の実装状態を模式的に示す斜視図である。本変形例では、スイッチング素子（130,140）同士を、金属プレート（206,207）によって並列接続している。具体的には、各上アーム側スイッチング素子（130）は、上面（ヒートスプレッダとは反対側の面）に金属プレート（206）が互いに橋渡しされており、この金属プレート（206）が、それぞれのドレイン（131）同士を並列接続している。この金属プレート（206）は本発明の第１金属プレートの一例である。なお、この金属プレート（206）は、正側ノード（P）と電気的に接続されている。
<< Modification of
FIG. 6 is a perspective view schematically illustrating a mounted state of a heat spreader or the like in a power conversion device according to a modification of the second embodiment. In this modification, the switching elements (130, 140) are connected in parallel by metal plates (206, 207). Specifically, each upper arm side switching element (130) has a metal plate (206) bridged to the upper surface (surface opposite to the heat spreader), and the metal plate (206) is connected to each drain. (131) are connected in parallel. This metal plate (206) is an example of the first metal plate of the present invention. The metal plate (206) is electrically connected to the positive node (P).
同様に、各下アーム側スイッチング素子（140）は、その上面（ヒートスプレッダとは反対側の面）に金属プレート（207）が互いに橋渡しされており、金属プレート（207）は、それぞれのソース（142）同士を並列接続している。この金属プレート（207）は、本発明の第２金属プレート（207）の一例である。なお、この金属プレート（207）は、負側ノード（N）と電気的に接続されている。 Similarly, each lower arm side switching element (140) has a metal plate (207) bridged to the upper surface (the surface opposite to the heat spreader), and the metal plate (207) is connected to each source (142). ) Are connected in parallel. This metal plate (207) is an example of the second metal plate (207) of the present invention. The metal plate (207) is electrically connected to the negative node (N).
一般的に、ワイヤ配線でベアチップ同士を配線接続するには、所定の作業スペースを要し、ワイヤ配線同士の干渉を避けるためにも、ベアチップの間隔を一定以上確保する必要がある。これに対し、これらの金属プレート（206,207）は、ワイヤ配線をボンディングするよりも、より狭いスペースでスイッチング素子（130,140）間を配線接続できる。そのため、本変形例では、ワイヤ配線で配線接続する場合と比べ、ヒートスプレッダ（201,202,203）同士、すなわち、スイッチング素子（130,140）同士をより近接させることができ、その結果、電力変換装置をより小型化することが可能になる。しかも、本実施形態では、これらの金属プレート（206,207）は、同種の素子、すなわちスイッチング素子（130,140）のみを橋渡しすればよいので、取り付け時に高さ調整の必要がなく、容易に取り付けることが可能になる。 Generally, in order to connect and connect bare chips by wire wiring, a predetermined work space is required, and in order to avoid interference between wire wirings, it is necessary to secure a certain distance between bare chips. On the other hand, these metal plates (206, 207) can wire-connect between the switching elements (130, 140) in a narrower space than bonding wire wires. Therefore, in this modification, compared with the case where wiring connection is performed by wire wiring, the heat spreaders (201, 202, 203), that is, the switching elements (130, 140) can be brought closer to each other, and as a result, the power converter is further downsized. It becomes possible. In addition, in the present embodiment, these metal plates (206, 207) need only bridge the same type of element, that is, the switching element (130, 140), so that it is not necessary to adjust the height at the time of installation, and can be easily installed. become.
《発明の実施形態３》
図７は、本実施形態３に係る電力変換装置（300）におけるヒートスプレッダ等の実装状態を模式的に示す斜視図である。この電力変換装置（300）では、上アーム側は実施形態１の変形例と同様の実装形態をしている（図４を参照）。一方、下アーム側は、３つの下アーム側スイッチング素子（140）で１つの下アーム側ヒートスプレッダ（40）を共用している。
<<
FIG. 7 is a perspective view schematically showing a mounted state of a heat spreader or the like in the power conversion apparatus (300) according to the third embodiment. In this power converter (300), the upper arm side has the same mounting form as that of the modification of the first embodiment (see FIG. 4). On the other hand, on the lower arm side, three lower arm side switching elements (140) share one lower arm side heat spreader (40).
具体的に、この電力変換装置（300）では、下アーム側スイッチング素子（140）のソース（142）側の面が下アーム側ヒートスプレッダ（40）側（下面）となるように、これらを下アーム側ヒートスプレッダ（40）に搭載し、該下アーム側ヒートスプレッダ（40）に半田付けしてある。すなわち、各下アーム側スイッチング素子（140）のソース（142）同士は、下アーム側ヒートスプレッダ（40）によって、互いに並列接続されることになる。なお、下アーム側スイッチング素子（140）の上面側（下アーム側ヒートスプレッダ（40）とは反対側の面）にはドレイン（141）がある。 Specifically, in this power conversion device (300), the lower arm switching element (140) is mounted on the lower arm so that the surface on the source (142) side becomes the lower arm side heat spreader (40) side (lower surface). It is mounted on the side heat spreader (40) and soldered to the lower arm side heat spreader (40). That is, the sources (142) of the lower arm side switching elements (140) are connected to each other in parallel by the lower arm side heat spreader (40). In addition, there is a drain (141) on the upper surface side (surface opposite to the lower arm side heat spreader (40)) of the lower arm side switching element (140).
また、この電力変換装置（300）では、上アーム側と下アーム側のスイッチング素子（130,140）の直列接続には、図７に示すように、ワイヤ配線（301）を用いている。ワイヤ配線（301）は、上アーム側スイッチング素子（130）の上面側にあるソース（132）と、下アーム側スイッチング素子（140）の上面側にあるドレイン（141）とを接続している。 Moreover, in this power converter device (300), as shown in FIG. 7, wire wiring (301) is used for series connection of the switching elements (130, 140) on the upper arm side and the lower arm side. The wire wiring (301) connects the source (132) on the upper surface side of the upper arm side switching element (130) and the drain (141) on the upper surface side of the lower arm side switching element (140).
以上のように、本実施形態では、実施形態１と比べると、ヒートスプレッダの数が６つから２つに低減している。すなわち、本実施形態でもヒートスプレッダの取り付け工数、ヒートスプレッダのコストを低減することが可能になる。 As described above, in the present embodiment, the number of heat spreaders is reduced from six to two as compared with the first embodiment. That is, also in this embodiment, it becomes possible to reduce the heat spreader mounting man-hour and the heat spreader cost.
《実施形態３の変形例》
図８は、実施形態３の変形例に係る電力変換装置におけるヒートスプレッダ等の実装状態を模式的に示す斜視図である。本変形例では、金属プレート（302）によって、スイッチング素子（130,140）同士を直列接続している。具体的には、図８に示すように３つの金属プレート（302）が設けられ、それぞれの金属プレート（302）は、上アーム側スイッチング素子（130）のソース（132）と、下アーム側スイッチング素子（140）のドレイン（141）とを互いに橋渡し、これらを直列接続している。これらの金属プレート（302）は、本発明の接続部の一例である。
<< Modification of
FIG. 8 is a perspective view schematically showing a mounted state of a heat spreader or the like in a power conversion device according to a modification of the third embodiment. In this modification, the switching elements (130, 140) are connected in series by the metal plate (302). Specifically, as shown in FIG. 8, three metal plates (302) are provided, and each metal plate (302) includes the source (132) of the upper arm side switching element (130) and the lower arm side switching. The drain (141) of the element (140) is bridged with each other, and these are connected in series. These metal plates (302) are an example of the connection part of this invention.
これらの金属プレート（302）は、ワイヤ配線をボンディングするよりも、より狭いスペースでスイッチング素子（130,140）に接続できる。そのため、ワイヤ配線で配線接続する場合と比べ、スイッチング素子（130,140）同士をより近接させることができ、その結果、電力変換装置をより小型化することが可能になる。 These metal plates (302) can be connected to the switching elements (130, 140) in a narrower space than bonding wire wiring. Therefore, the switching elements (130, 140) can be brought closer to each other as compared with the case of wiring connection by wire wiring, and as a result, the power conversion device can be further downsized.
《発明の実施形態４》
本発明の実施形態として、マトリクスコンバータの例を説明する。図９は、本発明の実施形態４に係るマトリクスコンバータ（400）の構成を示すブロック図である。このマトリクスコンバータ（400）は、交流電源（2）（この例では三相交流）から供給された電力を所定の周波数に変換してモータ（3）に供給する。
<<
As an embodiment of the present invention, an example of a matrix converter will be described. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a matrix converter (400) according to
このマトリクスコンバータ（400）は、同図に示すように、フィルタ回路（4）、及び９つのスイッチ回路（5）を備えている。フィルタ回路（4）は、三相の交流電源（2）のそれぞれの相に対応したコイルとコンデンサを備えたＬＣフィルタである。このフィルタ回路（4）は、スイッチ回路（5）のオンオフ動作によって生じる高周波電流が交流電源（2）側に流れ込むのを抑制するために設けられている。 As shown in the figure, the matrix converter (400) includes a filter circuit (4) and nine switch circuits (5). The filter circuit (4) is an LC filter including a coil and a capacitor corresponding to each phase of the three-phase AC power source (2). This filter circuit (4) is provided in order to suppress the high-frequency current generated by the on / off operation of the switch circuit (5) from flowing into the AC power supply (2) side.
スイッチ回路（5）は、いわゆる双方向スイッチである。この例のスイッチ回路（5）は、２つのスイッチング素子（401）が直列接続されたものである。これらのスイッチング素子（401）は、ワイドバンドギャップ半導体を用いたスイッチング素子であり、この例では、ＳｉＣを主材料とした接合型電界効果トランジスタ（Junction Field Effect Transistor：以下、ＪＦＥＴともいう）である。この構成のスイッチング素子（401）は、逆導通が可能である。 The switch circuit (5) is a so-called bidirectional switch. The switch circuit (5) in this example is a circuit in which two switching elements (401) are connected in series. These switching elements (401) are switching elements using a wide band gap semiconductor, and in this example, are junction type field effect transistors (Junction Field Effect Transistors: hereinafter referred to as JFETs) mainly composed of SiC. . The switching element (401) with this configuration is capable of reverse conduction.
また、図１０は、マトリクスコンバータ（400）におけるヒートスプレッダ等の実装状態を模式的に示す斜視図である。この図では、スイッチング素子やヒートスプレッダを１相分（例えばＵ相）のみの配置を示している。 FIG. 10 is a perspective view schematically showing a mounted state of a heat spreader and the like in the matrix converter (400). In this figure, the arrangement of only one phase (for example, U phase) of switching elements and heat spreaders is shown.
このマトリクスコンバータ（400）の各相には、入力側に３つの入力側ヒートスプレッダ（404）、出力側に１つの出力側ヒートスプレッダ（405）がそれぞれ設けられている。 Each phase of the matrix converter (400) is provided with three input side heat spreaders (404) on the input side and one output side heat spreader (405) on the output side.
それぞれの入力側ヒートスプレッダ（404）には、スイッチング素子（401）が１つずつ搭載されている。詳しくは、スイッチング素子（401）のドレイン（403）が入力側ヒートスプレッダ（404）側（下面）になるように、該入力側ヒートスプレッダ（404）に搭載されている。これにより、スイッチング素子（401）のドレイン（403）が入力側ヒートスプレッダ（404）に電気的に接続される。これらの入力側ヒートスプレッダ（404）は、例えばワイヤ配線によって、交流電源（2）の出力（R,S,T）と１対１に接続されている。なお、以下では、交流電源（2）の出力（R,S,T）に繋がるこれらのスイッチング素子（401）を入力側スイッチング素子（401）という。 One switching element (401) is mounted on each input-side heat spreader (404). Specifically, the switching element (401) is mounted on the input side heat spreader (404) so that the drain (403) of the switching element (401) is on the input side heat spreader (404) side (lower surface). Thereby, the drain (403) of the switching element (401) is electrically connected to the input side heat spreader (404). These input side heat spreaders (404) are connected one-to-one with the outputs (R, S, T) of the AC power supply (2) by, for example, wire wiring. Hereinafter, these switching elements (401) connected to the outputs (R, S, T) of the AC power supply (2) are referred to as input side switching elements (401).
また、出力側ヒートスプレッダ（405）には、３つのスイッチング素子（401）が搭載されている。３つのスイッチング素子（401）は、それぞれのドレイン（403）が出力側ヒートスプレッダ（405）側（下面）になるように、該出力側ヒートスプレッダ（405）に搭載されている。これにより、出力側ヒートスプレッダ（405）上のスイッチング素子（401）は、ドレイン（403）側で並列接続されることになる。また、この出力側ヒートスプレッダ（405）は、モータ（3）への交流出力端子（例えばＵ相の出力端子、ただし図示は省略）に接続されている。なお、以下では、モータ（3）への交流出力端子に繋がるこれらのスイッチング素子（401）を出力側スイッチング素子（401）という。 In addition, three switching elements (401) are mounted on the output side heat spreader (405). The three switching elements (401) are mounted on the output-side heat spreader (405) so that each drain (403) is on the output-side heat spreader (405) side (lower surface). Thereby, the switching element (401) on the output side heat spreader (405) is connected in parallel on the drain (403) side. The output-side heat spreader (405) is connected to an AC output terminal (for example, a U-phase output terminal (not shown)) to the motor (3). Hereinafter, these switching elements (401) connected to the AC output terminal to the motor (3) are referred to as output-side switching elements (401).
また、入力側スイッチング素子（401）と出力側スイッチング素子（401）とは１対１に対応しており、対応したスイッチング素子（401）同士は、互いのソース（402）がワイヤ配線（406）で接続されている。すなわち、図１０に示した構成では、互いに対応した、入力側及び出力側スイッチング素子（401）は、それぞれのソース（402）を共通にして直列接続されることになる、
《本実施形態における効果》
一般的な双方向スイッチ回路では、スイッチング素子に、外付けのダイオードを逆並列接続している。そして、このようなダイオードもスイッチング素子用のヒートスプレッダにダイオード用スペースを設け、そのヒートスプレッダにダイオードを搭載することが多かった。しかしながら、本実施形態では、スイッチング素子として逆導通可能なスイッチング素子（401）を用いているので、ダイオードを外付けする必要がない。そのため、本実施形態では、このようなダイオード用のスペースが不要であり、ヒートスプレッダ（404,405）の小型化が可能になる。また、ダイオードとスイッチング素子との間を接続するワイヤ配線も不要になる。すなわち、本実施形態によれば、電力変換装置（マトリクスコンバータ）の低コスト化が可能になる。
In addition, the input side switching element (401) and the output side switching element (401) have a one-to-one correspondence, and the corresponding switching elements (401) have their sources (402) wired to each other (406). Connected with. That is, in the configuration shown in FIG. 10, the input side and output side switching elements (401) corresponding to each other are connected in series with the respective sources (402) in common.
<< Effect in this embodiment >>
In a general bidirectional switch circuit, an external diode is connected in antiparallel to the switching element. Such diodes are often provided with a diode space in the heat spreader for the switching element, and the diode is mounted on the heat spreader. However, in this embodiment, since the switching element (401) capable of reverse conduction is used as the switching element, it is not necessary to attach a diode externally. Therefore, in this embodiment, such a space for the diode is unnecessary, and the heat spreader (404, 405) can be downsized. In addition, a wire wiring for connecting the diode and the switching element is not necessary. That is, according to this embodiment, the cost of the power conversion device (matrix converter) can be reduced.
《実施形態４の変形例》
図１１は、実施形態４の変形例に係るマトリクスコンバータにおける実装状態を模式的に示す斜視図である。本変形例では、金属プレート（407）によって、スイッチング素子（401）同士を直列接続している。具体的には、互いに対応した入力側スイッチング素子（401）と出力側スイッチング素子（401）とが、それぞれのソース（402）側の面に金属プレート（407）が互いに橋渡しされて、直列接続されている。
<< Modification of
FIG. 11 is a perspective view schematically showing a mounting state in a matrix converter according to a modification of the fourth embodiment. In this modification, the switching elements (401) are connected in series by a metal plate (407). Specifically, the input side switching element (401) and the output side switching element (401) that correspond to each other are connected in series by bridging the metal plate (407) to the surface of each source (402) side. ing.
したがって、本変形例でも、ワイヤ配線で配線接続する場合と比べ、スイッチング素子（401）同士をより近接させることができ、その結果、マトリクスコンバータ（電力変換装置）をより小型化することが可能になる。 Therefore, also in this modified example, the switching elements (401) can be brought closer to each other as compared with the case of wiring connection by wire wiring, and as a result, the matrix converter (power conversion device) can be further downsized. Become.
《発明の実施形態５》
図１２は、本発明の実施形態５に係るマトリクスコンバータ（500）におけるヒートスプレッダ等の実装状態を模式的に示す図である。この図では、スイッチング素子やヒートスプレッダの配置を１相分（例えばＵ相）のみ示している。なお、このマトリクスコンバータも、図９と等価な回路構成を有している。
<<
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a mounted state of a heat spreader and the like in the matrix converter (500) according to the fifth embodiment of the present invention. In this figure, the arrangement of the switching elements and the heat spreader is shown only for one phase (for example, U phase). This matrix converter also has a circuit configuration equivalent to that shown in FIG.
このマトリクスコンバータでは、３つのヒートスプレッダ（501）が設けられている。これらのヒートスプレッダ（501）は、交流電源（2）の出力（R,S,T）と１対１に接続されている。また、このマトリクスコンバータ（500）でも、実施形態４のマトリクスコンバータ（400）と同様に、入力側、及び出力側のスイッチング素子（401）を備えており、入力側スイッチング素子（401）と出力側スイッチング素子（401）とは１対１に対応している。そして、この実施形態５では、対応したスイッチング素子（401）同士が同じヒートスプレッダ（501）に搭載されている。詳しくは、それぞれの入力側、及び出力側のそれぞれのスイッチング素子（401）は、ドレイン（403）側をヒートスプレッダ（501）側（下面）にして搭載されている。すなわち、ヒートスプレッダ（501）上の入力側スイッチング素子（401）と出力側スイッチング素子（401）とは、該ヒートスプレッダ（501）によってドレイン（403）側で直列接続されている。 In this matrix converter, three heat spreaders (501) are provided. These heat spreaders (501) are connected to the outputs (R, S, T) of the AC power supply (2) in a one-to-one relationship. The matrix converter (500) also includes the input side and output side switching elements (401) as in the matrix converter (400) of the fourth embodiment. The input side switching element (401) and the output side There is a one-to-one correspondence with the switching element (401). In the fifth embodiment, the corresponding switching elements (401) are mounted on the same heat spreader (501). Specifically, the switching elements (401) on the input side and the output side are mounted with the drain (403) side on the heat spreader (501) side (lower surface). That is, the input side switching element (401) and the output side switching element (401) on the heat spreader (501) are connected in series on the drain (403) side by the heat spreader (501).
また、出力側スイッチング素子（401）は、それぞれのソース（402）がワイヤ配線（502）により、互いに並列接続されている。そして、何れかの出力側スイッチング素子（401）のソース（402）は、例えばワイヤ配線によって、出力端子（図示は省略）に接続されている。 Further, the output side switching element (401) has its sources (402) connected in parallel to each other by wire wiring (502). The source (402) of any one of the output side switching elements (401) is connected to an output terminal (not shown) by, for example, wire wiring.
この構成では、１相あたり３つのヒートスプレッダでスイッチング素子（401）等を実装することが可能になる。すなわち、本実施形態では、上記実施形態４やその変形例と比べ、ヒートスプレッダの数を低減できるので、ヒートスプレッダの小型化と相俟って、マトリクスコンバータ（電力変換装置）のさらなる小型化、低コスト化に貢献することが可能になる。 In this configuration, the switching element (401) and the like can be mounted with three heat spreaders per phase. That is, in the present embodiment, the number of heat spreaders can be reduced as compared with the above-described fourth embodiment and its modifications. Therefore, combined with the downsizing of the heat spreader, the matrix converter (power conversion device) can be further reduced in size and cost. It becomes possible to contribute to the development.
《実施形態５の変形例》
図１３は、実施形態５の変形例に係るマトリクスコンバータの実装状態を模式的に示す斜視図である。本変形例では、金属プレート（503）によって、スイッチング素子（401）同士を直列接続している。具体的には、３つの出力側スイッチング素子（401）の上面に金属プレート（503）を橋渡し、上面側にあるソース（402）同士を並列接続している。
<< Modification of
FIG. 13 is a perspective view schematically showing a mounted state of the matrix converter according to the modification of the fifth embodiment. In this modification, the switching elements (401) are connected in series by a metal plate (503). Specifically, a metal plate (503) is bridged to the upper surfaces of the three output side switching elements (401), and the sources (402) on the upper surface side are connected in parallel.
したがって、本変形例でも、ワイヤ配線で配線接続する場合と比べ、ヒートスプレッダ（501）同士、すなわちスイッチング素子（401）同士をより近接させることができ、その結果、マトリクスコンバータ（電力変換装置）をより小型化することが可能になる。 Therefore, even in this modification, the heat spreaders (501), that is, the switching elements (401) can be brought closer to each other as compared with the case of wiring connection by wire wiring. As a result, the matrix converter (power conversion device) can be more It becomes possible to reduce the size.
《発明の実施形態６》
図１４は、本発明の実施形態６に係るマトリクスコンバータ（600）におけるヒートスプレッダ等の実装状態を模式的に示す図である。この図では、交流３相分（Ｕ，Ｕ，Ｗの各相）の、スイッチング素子やヒートスプレッダの配置を示している。なお、このマトリクスコンバータ（600）は、図９と等価な回路構成を有している。
Embodiment 6 of the Invention
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating a mounted state of a heat spreader and the like in the matrix converter (600) according to the sixth embodiment of the present invention. In this figure, the arrangement of switching elements and heat spreaders for AC three-phase (each phase of U, U, W) is shown. The matrix converter (600) has a circuit configuration equivalent to that shown in FIG.
このマトリクスコンバータ（600）では、交流電源（2）の３つの出力（R,S,T）に対応して、各相に６個のスイッチング素子（401）が設けられている。 In this matrix converter (600), six switching elements (401) are provided for each phase corresponding to the three outputs (R, S, T) of the AC power supply (2).
具体的には、各相に対応して３つのヒートスプレッダ（601）が設けられ、各ヒートスプレッダ（601）には、６個のスイッチング素子（401）が搭載されている。より詳しくは、図１４に示すように、このマトリクスコンバータ（600）では、入力側と出力側のスイッチング素子（401）同士がドレイン（403）側が互いに合わさるように積層されている。すなわち、積層された２つのスイッチング素子（401）は、ドレイン（403）側で直列接続されている。 Specifically, three heat spreaders (601) are provided corresponding to each phase, and six switching elements (401) are mounted on each heat spreader (601). More specifically, as shown in FIG. 14, in the matrix converter (600), the switching elements (401) on the input side and the output side are stacked so that the drain (403) side is aligned with each other. That is, the two stacked switching elements (401) are connected in series on the drain (403) side.
そして、各ヒートスプレッダ（601）は、積層されたスイッチング素子（401）の組が３組ずつ搭載されている。詳しくは、それぞれのスイッチング素子（401）の組は、入力側スイッチング素子（401）をヒートスプレッダ（601）側（下面）にして該ヒートスプレッダ（601）に搭載されている。これにより、各ヒートスプレッダ（601）では、入力側スイッチング素子（401）のソース（402）同士が、該ヒートスプレッダ（601）により、並列接続されることになる。 Each heat spreader (601) is mounted with three sets of stacked switching elements (401). Specifically, each set of switching elements (401) is mounted on the heat spreader (601) with the input side switching element (401) as the heat spreader (601) side (lower surface). Thereby, in each heat spreader (601), the sources (402) of the input side switching element (401) are connected in parallel by the heat spreader (601).
また、マトリクスコンバータ（600）では、これらのヒートスプレッダ（601）が、図１４に示すように平行して配置され、これによりスイッチング素子（401）の組が行列状に配置される。そして、マトリクスコンバータ（600）では、列方向（ヒートスプレッダ（601）と直行する方向）に並んだスイッチング素子（401）を、列毎にワイヤ配線（602）で接続している。詳しくは、このマトリクスコンバータ（600）では、積層したスイッチング素子（401）の上段側（ヒートスプレッダ（601）から遠い側）は、出力側スイッチング素子（401）であり、そのソース（402）が最上面側にある。前記ワイヤ配線（602）は、図１４に示すように、列方向に並んだ出力側スイッチング素子（401）のソース（402）同士を接続している。 Further, in the matrix converter (600), these heat spreaders (601) are arranged in parallel as shown in FIG. 14, whereby the sets of switching elements (401) are arranged in a matrix. In the matrix converter (600), the switching elements (401) arranged in the column direction (direction orthogonal to the heat spreader (601)) are connected to each column by the wire wiring (602). Specifically, in this matrix converter (600), the upper side of the stacked switching element (401) (the side far from the heat spreader (601)) is the output side switching element (401), and its source (402) is the top surface. On the side. As shown in FIG. 14, the wire wiring (602) connects the sources (402) of the output side switching elements (401) arranged in the column direction.
以上のように、マトリクスコンバータ（600）では、３つのヒートスプレッダで、３相分のスイッチング素子（401）を実装することが可能になる。すなわち、本実施形態では、上記の各実施形態や変形例と比べ、さらにヒートスプレッダの数を低減でき、ヒートスプレッダの小型化と相俟って、マトリクスコンバータ（電力変換装置）の小型化、低コスト化に貢献することが可能になる
《実施形態６の変形例》
図１５は、実施形態６の変形例に係るマトリクスコンバータの実装状態を模式的に示す斜視図である。本変形例では、上記ワイヤ配線（602）に代えて、金属プレート（603）によって、出力側スイッチング素子（401）同士を並列接続している。具体的には、同じ列に並んだ出力側スイッチング素子（401）の上面に金属プレート（503）を橋渡し、上面側にあるソース（402）同士を並列接続している。
As described above, in the matrix converter (600), it is possible to mount the switching elements (401) for three phases with three heat spreaders. That is, in the present embodiment, the number of heat spreaders can be further reduced as compared with the above-described embodiments and modifications, and in combination with the miniaturization of the heat spreader, the matrix converter (power conversion device) can be reduced in size and cost. <Modification of Embodiment 6>
FIG. 15 is a perspective view schematically showing a mounted state of the matrix converter according to the modification of the sixth embodiment. In this modification, the output side switching elements (401) are connected in parallel by a metal plate (603) instead of the wire wiring (602). Specifically, a metal plate (503) is bridged on the upper surface of the output side switching elements (401) arranged in the same row, and the sources (402) on the upper surface side are connected in parallel.
したがって、本変形例でも、ワイヤ配線で配線接続する場合と比べ、スイッチング素子（401）同士をより近接させることができ、その結果、マトリクスコンバータ（電力変換装置）をより小型化することが可能になる。 Therefore, also in this modified example, the switching elements (401) can be brought closer to each other as compared with the case of wiring connection by wire wiring, and as a result, the matrix converter (power conversion device) can be further downsized. Become.
《その他の実施形態》
なお、各スイッチング素子の構成材料として挙げたＳｉＣは例示である。その他の材料を用いたワイドバンドギャップ半導体で構成したスイッチング素子の採用も可能である。その他の材料としては、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）、あるいはダイヤモンド（Ｃ）等を主材料とした半導体で形成されたものを用いることが考えられる。
<< Other Embodiments >>
In addition, SiC mentioned as a constituent material of each switching element is an illustration. It is also possible to employ a switching element composed of a wide band gap semiconductor using other materials. As the other material, for example, it is conceivable to use a material made of a semiconductor whose main material is gallium nitride (GaN) or diamond (C).
また、上記実施形態４，５，６及びそれらの変形例では、互いに対応した入力側と出力側のスイッチング素子（401）を、ドレイン（403）側で直列接続されるように構成してもよい。
Moreover, in the said
また、実施形態１〜３及びそれらの変形例では、交流電源（2）を単相交流としているが、三相交流電源を用いてもよい。 Moreover, in Embodiments 1-3 and those modifications, although alternating current power supply (2) is made into single phase alternating current, you may use three-phase alternating current power supply.
本発明は、直流電力から交流電力への変換、交流電力から直流電力への変換、或いは交流電力から交流電力への直接変換を行う電力変換装置として有用である。 The present invention is useful as a power conversion device that performs conversion from DC power to AC power, conversion from AC power to DC power, or direct conversion from AC power to AC power.
３０ 上アーム側ヒートスプレッダ
４０ 下アーム側ヒートスプレッダ
６０ 上アーム側ワイヤ配線
１００ 電力変換装置
１２０ インバータ回路
１３０ 上アーム側スイッチング素子
１４０ 下アーム側スイッチング素子
１４２ ソース(被制御端子)
２００ 電力変換装置
２０６ 金属プレート(第１金属プレート)
２０７ 金属プレート(第２金属プレート)
３００ 電力変換装置
３０２ 金属プレート
４００，５００，６００ マトリクスコンバータ
DESCRIPTION OF
200
207 Metal plate (second metal plate)
300
Claims (7)
前記インバータ回路（120）の下アームを構成する複数の下アーム側スイッチング素子（140）と、
前記上アーム側スイッチング素子（130）のみを搭載する上アーム側ヒートスプレッダ（30）と、
前記下アーム側スイッチング素子（140）のみを搭載し、搭載した下アーム側スイッチング素子（140）の一方の被制御端子（142）が接する下アーム側ヒートスプレッダ（40）と、
前記上アーム側スイッチング素子（130）と前記下アーム側スイッチング素子（140）とを１対１に電気的に直列接続する接続部（60…）と、
を備えていることを特徴とする電力変換装置。 A plurality of upper arm side switching elements (130) constituting the upper arm of the inverter circuit (120);
A plurality of lower arm side switching elements (140) constituting the lower arm of the inverter circuit (120);
An upper arm side heat spreader (30) on which only the upper arm side switching element (130) is mounted;
Only the lower arm side switching element (140) is mounted, and the lower arm side heat spreader (40) with which one controlled terminal (142) of the mounted lower arm side switching element (140) contacts,
A connection part (60...) For electrically connecting the upper arm side switching element (130) and the lower arm side switching element (140) in a one-to-one relationship;
A power conversion device comprising:
前記下アーム側ヒートスプレッダ（40）は、前記下アーム側スイッチング素子（140）毎に設けられ、
前記接続部（60…）は、前記上アーム側スイッチング素子（130）と前記下アーム側ヒートスプレッダ（40）とを１対１に接続する複数のワイヤ配線（60）であることを特徴とする電力変換装置。 In the power converter device of Claim 1,
The lower arm side heat spreader (40) is provided for each lower arm side switching element (140),
The connection portion (60) is a plurality of wire wirings (60) for connecting the upper arm side switching element (130) and the lower arm side heat spreader (40) in a one-to-one relationship. Conversion device.
前記上アーム側ヒートスプレッダ（30）は、前記上アーム側スイッチング素子（130）毎に設けられ、
前記下アーム側ヒートスプレッダ（40）は、前記下アーム側スイッチング素子（140）毎に設けられ、
前記上アーム側ヒートスプレッダ（30）と前記下アーム側ヒートスプレッダ（40）とは、一体的に形成されて、前記接続部（60…）を構成していることを特徴とする電力変換装置。 In the power converter device of Claim 1,
The upper arm side heat spreader (30) is provided for each upper arm side switching element (130),
The lower arm side heat spreader (40) is provided for each lower arm side switching element (140),
The power conversion device according to claim 1, wherein the upper arm side heat spreader (30) and the lower arm side heat spreader (40) are integrally formed to constitute the connecting portion (60).
上アーム側スイッチング素子（130）同士を橋渡しして並列接続する第１金属プレート（206）と、
下アーム側スイッチング素子（140）同士を橋渡しして並列接続する第２金属プレート（207）と、
を備えていることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 3, further comprising:
A first metal plate (206) that bridges and connects the upper arm side switching elements (130) in parallel;
A second metal plate (207) that bridges and connects the lower arm side switching elements (140) in parallel;
A power conversion device comprising:
前記上アーム側ヒートスプレッダ（30）は、１つのみ設けられて、前記上アーム側スイッチング素子（130）同士を並列接続し、
前記下アーム側ヒートスプレッダ（40）は、１つのみ設けられて、前記下アーム側スイッチング素子（140）同士を並列接続していることを特徴とする電力変換装置。 In the power converter device of Claim 1,
The upper arm side heat spreader (30) is provided only one, and the upper arm side switching elements (130) are connected in parallel,
Only one lower arm side heat spreader (40) is provided, and the lower arm side switching elements (140) are connected in parallel.
前記接続部（60…）は、前記上アーム側スイッチング素子（130）と前記下アーム側スイッチング素子（140）とを１対１に橋渡しして並列接続する複数の金属プレート（302）で構成されていることを特徴とする電力変換装置。 In the power converter device of Claim 5,
The connecting portion (60 ...) is composed of a plurality of metal plates (302) that bridge the upper arm side switching element (130) and the lower arm side switching element (140) in a one-to-one relationship and connect them in parallel. A power conversion device characterized by that.
複数のヒートスプレッダ（30,40）と、
を備え、
それぞれのヒートスプレッダ（30,40）は、前記スイッチング素子（130,140）のみを搭載していることを特徴とする電力変換装置。 A plurality of switching elements (130,140) capable of reverse conduction;
Multiple heat spreaders (30,40),
With
Each of the heat spreaders (30, 40) is mounted with only the switching element (130, 140).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009178942A JP2011036015A (en) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | Power converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009178942A JP2011036015A (en) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | Power converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011036015A true JP2011036015A (en) | 2011-02-17 |
Family
ID=43764526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009178942A Pending JP2011036015A (en) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | Power converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011036015A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014236179A (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 住友電気工業株式会社 | Semiconductor module |
| JPWO2014091608A1 (en) * | 2012-12-13 | 2017-01-05 | 株式会社日立製作所 | Power semiconductor module and power converter using the same |
| JP2017112131A (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 株式会社東芝 | Semiconductor module and semiconductor device |
| WO2017163290A1 (en) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Switching power supply device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004186504A (en) * | 2002-12-04 | 2004-07-02 | Hitachi Unisia Automotive Ltd | Semiconductor device |
| JP2005051926A (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Mitsuba Corp | Brushless motor control circuit |
-
2009
- 2009-07-31 JP JP2009178942A patent/JP2011036015A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004186504A (en) * | 2002-12-04 | 2004-07-02 | Hitachi Unisia Automotive Ltd | Semiconductor device |
| JP2005051926A (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Mitsuba Corp | Brushless motor control circuit |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2014091608A1 (en) * | 2012-12-13 | 2017-01-05 | 株式会社日立製作所 | Power semiconductor module and power converter using the same |
| JP2014236179A (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 住友電気工業株式会社 | Semiconductor module |
| JP2017112131A (en) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 株式会社東芝 | Semiconductor module and semiconductor device |
| WO2017163290A1 (en) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Switching power supply device |
| CN109104891A (en) * | 2016-03-25 | 2018-12-28 | 松下知识产权经营株式会社 | Switching power unit |
| JPWO2017163290A1 (en) * | 2016-03-25 | 2019-01-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Switching power supply |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6188902B2 (en) | Power semiconductor module and power conversion device | |
| JP2011029262A (en) | Power converter | |
| JP6320433B2 (en) | Power semiconductor module | |
| JP6836201B2 (en) | Power converter | |
| JP6509414B1 (en) | Power converter | |
| JPWO2018143429A1 (en) | Power semiconductor module and power conversion device | |
| WO2015015721A1 (en) | Semiconductor device and power conversion device | |
| JP5740837B2 (en) | Reference circuit module, three-phase inverter circuit, rectifier circuit, PAM circuit, monolithic PAM circuit, half bridge / interleave circuit, and air conditioner | |
| JP2011239547A5 (en) | ||
| JP2011036015A (en) | Power converter | |
| JP2019088152A (en) | Semiconductor device and driving method therefor | |
| JP2011030424A (en) | Power semiconductor module | |
| JP6526361B2 (en) | Power converter | |
| JP6594290B2 (en) | Power converter | |
| JP4296960B2 (en) | Power converter | |
| JP2011036017A (en) | Power conversion apparatus | |
| JP2010016924A (en) | Power semiconductor module and semiconductor power conversion device equipped with the same | |
| CN110622307B (en) | Semiconductor module and power conversion device | |
| JP5590015B2 (en) | Inverter device and air conditioner equipped with the same | |
| JP4293000B2 (en) | Power converter | |
| JP6123722B2 (en) | Semiconductor device | |
| JP5587275B2 (en) | Semiconductor module | |
| JP2010129768A (en) | Semiconductor apparatus | |
| JP2010016926A (en) | Power semiconductor module and semiconductor power conversion device equipped with the same | |
| JP2020155501A (en) | Semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120327 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120802 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130524 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131022 |