JP2012055101A - 半導体スイッチング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本願の発明にかかる半導体スイッチング装置は、誘導負荷への電流の供給を制御するスイッチング素子と、該誘導負荷の還流電流が流れるように該誘導負荷に接続されたダイオードと、該ダイオードの逆回復電流が流れる配線と、該配線の少なくとも一部を覆うように形成された磁界吸収体と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の実施の形態1に係る半導体スイッチング装置を示す回路図である。なお、図面全体を通して同一又は対応する構成要素には同一の符号を付して説明の繰り返しを省略する。
図6は本発明の実施の形態2に係る半導体スイッチング装置の回路図である。図6は図3と同様に、半導体スイッチング装置の回路図の一部を取り出した図である。具体的には、U相50とU相50の中点と接続されたスナバ回路80を取り出した図である。なお、後述の図8、9、10、11、及び12についても、U相の中点とU相の中点と接続されたスナバ回路を取り出した図である。
図8は本発明の実施の形態3に係る半導体スイッチング装置の回路図である。この半導体スイッチング装置は、抵抗が接続されたスナバ回路90を有する点において実施の形態1に係る半導体スイッチング装置と相違する。スナバ回路90は、U相50の中点と接続点P1を結ぶ配線に直列に接続された抵抗92を備えている。抵抗92はダイオード32の逆回復電流を抑制するため、ノイズの発生を抑えつつ、ダイオードの逆回復電流を抑制する効果を高めることができる。また、抵抗92によりダイオード20Dの順方向に流れる電流も抑制することができる。
図9は本発明の実施の形態4に係る半導体スイッチング装置の回路図である。この半導体スイッチング装置は、スナバ回路のダイオードを一部抵抗に置き換えた点において本発明の実施の形態1に係る半導体スイッチング装置と相違する。スナバ回路100は、一端が接続点P1と接続され、他端がスイッチング素子22Sのエミッタと接続された抵抗102を備えている。
図10は本発明の実施の形態5に係る半導体スイッチング装置の回路図である。この半導体スイッチング装置は、スナバ回路のダイオードの数を増加させた点において本発明の実施の形態1に係る半導体スイッチング装置と相違する。スナバ回路110は、ダイオード112のカソードがダイオード20Dのカソードに接続され、ダイオード112のアノードとダイオード114のカソードが接続され、ダイオード114のアノードが配線21に接続されている。さらに、ダイオード116及び118が、ダイオード112及び114に並列に接続されている。また、ダイオード120、及び122、並びにダイオード124、及び126もそれぞれ、ダイオード22Dに対し並列に接続されている。
図11は本発明の実施の形態6に係る半導体スイッチング装置の回路図である。この半導体スイッチング装置は、スナバ回路にショットキーダイオードを用いた点において本発明の実施の形態1に係る半導体スイッチング装置と相違する。スナバ回路130はダイオード32と直列に接続されたショットキーダイオード132を備えている。また、ダイオード34と直列に接続されたショットキーダイオード134を備えている。ショットキーダイオード132及び134を用いることにより、逆回復電流を抑制することができる。
図12は本発明の実施の形態7に係る半導体スイッチング装置の回路図である。この半導体スイッチング装置はフェライトコアの数を増加させた点において本発明の実施の形態1に係る半導体スイッチング装置と相違する。本発明の実施の形態7に係る半導体スイッチング装置は、配線21のうち、U相50の中点と接続点P1を結ぶ部分にフェライトコア44及び142が取り付けられている。逆回復電流の流れる配線の複数個所にフェライトコアを取り付けることで、逆回復電流の抑制効果を高めることができる。なお、フェライトコアの数を増加させるだけでなく、透磁率の高いフェライトコアを用いても同様の効果を得ることができる。
図14は本発明の実施の形態8に係る半導体スイッチング装置の回路図である。半導体スイッチング装置は、整流ダイオードが並列接続されたコンバータ回路160を備えている。コンバータ回路160は、整流ダイオード162、164、166、168、170、及び172を備えている。整流ダイオード162及び164は直列に接続され、その中点(第1中点C1)はモータ18に接続されている。整流ダイオード166及び168は直列に接続され、その中点(第2中点C2)はモータ18に接続されている。整流ダイオード170及び172は直列に接続され、その中点(第3中点C3)はモータ18に接続されている。整流ダイオード162及び164の両端、整流ダイオード166及び168の両端、並びに整流ダイオード170及び172の両端はそれぞれ平滑コンデンサ174に接続されている。
図15は本発明の実施の形態9に係る半導体スイッチング装置の回路図である。本発明の実施の形態9に係る半導体スイッチング装置は、Hブリッジ回路によりモータ18を制御するものである。
図16は本発明の実施の形態10に係る半導体スイッチング装置の回路図である。本発明の実施の形態10に係る半導体スイッチング装置は、3相インバータ回路の降圧回路と昇圧回路をそれぞれモジュール化したものである。
Claims (16)
- 誘導負荷への電流の供給を制御するスイッチング素子と、
前記誘導負荷の還流電流が流れるように前記誘導負荷に接続されたダイオードと、
前記ダイオードの逆回復電流が流れる配線と、
前記配線の少なくとも一部を覆うように形成された磁界吸収体と、を備えたことを特徴とする半導体スイッチング装置。 - 前記ダイオードは前記スイッチング素子のサージ電圧を抑制するスナバ回路に形成され、
前記配線は前記スイッチング素子と前記ダイオードを結ぶものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体スイッチング装置。 - 前記磁界吸収体は、フェライトコアであることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体スイッチング装置。
- 前記磁界吸収体は、アモルファス素材で形成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体スイッチング装置。
- 前記磁界吸収体はテープ又は前記配線の一部に形成された薄膜であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体スイッチング装置。
- 一端が前記ダイオードのカソードに接続され、他端が前記ダイオードのアノードに接続されたコンデンサを備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体スイッチング装置。
- 前記配線に直列に接続された抵抗を備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体スイッチング装置。
- 前記スイッチング素子とともにインバータの1つの相を形成する別のスイッチング素子と、
一端が前記別のスイッチング素子の一端と接続され、他端が前記別のスイッチング素子の他端と接続された抵抗と、を備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体スイッチング装置。 - 前記ダイオードに直列に又は並列に接続された別のダイオードを備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体スイッチング装置。
- 前記別のダイオードはショットキーダイオードであることを特徴とする請求項9に記載の半導体スイッチング装置。
- 前記磁界吸収体を複数個所に形成したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体スイッチング装置。
- 前記配線は前記フェライトコアに複数周巻きつけられたことを特徴とする請求項3に記載の半導体スイッチング装置。
- 前記スイッチング素子は他のスイッチング素子とモジュール化されたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体スイッチング装置。
- 整流ダイオードを有するコンバータ回路と、
前記整流ダイオードの逆回復電流が流れる配線と、
前記配線の少なくとも一部を覆うように形成された磁界吸収体と、を備えたことを特徴とする半導体スイッチング装置。 - 前記スイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ワイドバンドギャップ半導体は炭化珪素、窒化ガリウム系材料、又はダイヤモンドで構成されていることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。
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