JP2016086491A - Semiconductor device - Google Patents

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拓真 白頭
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拓真 白頭
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve sufficient homogenization of the energizing current of parallel implementation elements, by taking account of the energizing path in the upper arm and lower arm, and the wiring floating inductance thereof.SOLUTION: A semiconductor device includes a first switching element constituting an upper arm circuit, a first diode constituting the upper arm circuit and electrically connected in parallel with the first switching element, a first conductor connected to the high potential side of the first switching element and first diode, a second conductor connected to the low potential side of the first switching element and first diode, and a relay conductor for connecting the upper arm circuit and second conductor. When the semiconductor device is projected from the direction perpendicular the electrode plane of the first switching element, the first switching element and first diode are arranged so that the projection part of the first switching element and the projection part of the first diode overlap the outer circumference of a circle around the relay conductor.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に車両に用いられる電力変換装置に適用される半導体装置の実装構造に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a mounting structure of a semiconductor device applied to a power conversion device used in a vehicle.

電力変換装置、いわゆるインバータに搭載される半導体モジュールは、パワー半導体スイッチング素子及びダイオードが内部に実装されている。高電圧および大電流をスイッチングする用途においては、パワー半導体スイッチング素子及びダイオードを複数個並列に実装し、各々の素子の発熱を分散させるように実装することが一般的に行われている。この構成においては、複数個並列に実装した各々の素子の通電電流が均等となり、各々の素子の発熱量を等しくすることが、冷却効率向上の観点から望ましい。   A semiconductor module mounted on a power converter, so-called inverter, has a power semiconductor switching element and a diode mounted therein. In applications where high voltage and large current are switched, it is common practice to mount a plurality of power semiconductor switching elements and diodes in parallel and disperse the heat generated by each element. In this configuration, it is desirable from the viewpoint of improving the cooling efficiency that the energization currents of the respective elements mounted in parallel are equalized and the calorific values of the respective elements are made equal.

例えば、特許文献1には、スイッチング素子およびダイオードの電流アンバランスを抑制するために、バランス制御素子を設置する構成が記載されている。   For example, Patent Document 1 describes a configuration in which a balance control element is installed in order to suppress current imbalance between a switching element and a diode.

特開2000−311983号公報JP 2000-311983 A

しかしながら従来は、電力変換装置を構成する上アームや下アームの通電経路長が、並列実装した素子の各々を経由する場合で異なり、それに伴い配線浮遊インダクタンスも異なっていたため、電力変換装置をスイッチング動作する際に発生する電流の時間変化率di/dtを考慮した、並列実装した素子の通電電流の均一化が十分に考慮されていなかった。   However, conventionally, the energization path lengths of the upper arm and lower arm constituting the power converter differ depending on the case of passing through each of the elements mounted in parallel, and accordingly the wiring stray inductance is also different. In view of the time change rate di / dt of the current generated at the time, the equalization of the conduction current of the elements mounted in parallel has not been sufficiently considered.

本発明の目的は、上アームや下アームを流れる通電経路とその配線浮遊インダクタンスを考慮し、並列実装した素子の通電電流の十分な均一化を実現することである。   An object of the present invention is to realize a sufficiently uniform energization current of elements mounted in parallel in consideration of an energization path flowing through an upper arm and a lower arm and its wiring stray inductance.

本発明に係る半導体装置は、インバータ回路の上アーム回路を構成する1個または複数個の第1スイッチング素子と、前記インバータ回路の前記上アーム回路を構成するとともに前記第1スイッチング素子と電気的に並列に接続された1個または複数個の第1ダイオードと、前記第1スイッチング素子と前記第1ダイオードの高電位側に接続される第1導体部と、前記第1スイッチング素子と前記第1ダイオードの低電位側に接続される第2導体部と、前記上アーム回路と前記第2導体部とを接続する中継導体部と、を備え、前記第1スイッチング素子の電極面の垂直方向から投影した場合、前記第1スイッチング素子と前記第1ダイオードは、当該第1スイッチング素子の投影部及び当該第1ダイオードの投影部が前記中継導体部を中心とした円の外周と重なるように配置される。   A semiconductor device according to the present invention includes one or a plurality of first switching elements constituting an upper arm circuit of an inverter circuit, and constitutes the upper arm circuit of the inverter circuit and is electrically connected to the first switching element. One or a plurality of first diodes connected in parallel; the first switching element; a first conductor connected to the high potential side of the first diode; the first switching element; and the first diode. A second conductor portion connected to the low potential side of the semiconductor device, and a relay conductor portion connecting the upper arm circuit and the second conductor portion, and projected from a direction perpendicular to the electrode surface of the first switching element In this case, the first switching element and the first diode include a projection part of the first switching element and a projection part of the first diode centered on the relay conductor part. Are arranged so as to overlap with the outer periphery of the circle was.

本発明により、上アームや下アームを流れる通電経路とその配線浮遊インダクタンスを考慮することで、並列実装した素子の通電経路の配線浮遊インダクタンスのアンバランスを抑制することができるため、並列実装した素子の通電電流の十分な均一化を実現することができる。   By considering the current-carrying path flowing through the upper arm and the lower arm and the wiring stray inductance according to the present invention, it is possible to suppress the imbalance of the wiring stray inductance of the current-carrying path of the elements mounted in parallel. It is possible to realize sufficient uniformization of the energization current.

ハイブリッド電気自動車の制御ブロックを示す図である。It is a figure which shows the control block of a hybrid electric vehicle. インバータ装置140,インバータ装置142の電気回路構成の説明図である。It is explanatory drawing of the electric circuit structure of the inverter apparatus 140 and the inverter apparatus 142. FIG. 本実施形態に係る第1MOSFET101と第2MOSFET102と第1ダイオード156と第2ダイオード157のレイアウト図である。2 is a layout diagram of a first MOSFET 101, a second MOSFET 102, a first diode 156, and a second diode 157 according to the present embodiment. FIG. 他の実施形態に係る第1IGBT101Cと第2IGBT102Cと第1ダイオード156と第2ダイオード157のレイアウト図である。FIG. 11 is a layout diagram of a first IGBT 101C, a second IGBT 102C, a first diode 156, and a second diode 157 according to another embodiment. 他の実施形態に係る第1MOSFET101と第1ダイオード156のレイアウト図である。FIG. 6 is a layout diagram of a first MOSFET 101 and a first diode 156 according to another embodiment. 他の実施形態に係る第2MOSFET102と第2ダイオード157のレイアウト図である。FIG. 10 is a layout diagram of a second MOSFET 102 and a second diode 157 according to another embodiment.

以下、図面に基づいて実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

本発明の実施形態に係る電力変換装置は、ハイブリッド用の自動車や純粋な電気自動車に適用可能であるが、代表例として、本発明の実施形態に係る電力変換装置をハイブリッド自動車に適用した場合の制御構成と電力変換装置の回路構成について、図1と図2を用いて説明する。図1はハイブリッド自動車の制御ブロックを示す図である。   The power conversion device according to the embodiment of the present invention can be applied to a hybrid vehicle or a pure electric vehicle. As a representative example, the power conversion device according to the embodiment of the present invention is applied to a hybrid vehicle. The control configuration and the circuit configuration of the power converter will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram showing a control block of a hybrid vehicle.

本発明の実施形態に係る電力変換装置では、自動車に搭載される車載電機システムの車載用電力変換装置、特に、車両駆動用電機システムに用いられ、搭載環境や動作的環境などが大変厳しい車両駆動用インバータ装置を例に挙げて説明する。車両駆動用インバータ装置は、車両駆動用電動機の駆動を制御する制御装置として車両駆動用電機システムに備えられ、車載電源を構成する車載バッテリ或いは車載発電装置から供給された直流電力を所定の交流電力に変換し、得られた交流電力を車両駆動用電動機に供給して車両駆動用電動機の駆動を制御する。また、車両駆動用電動機は発電機としての機能も有しているので、車両駆動用インバータ装置は運転モードに応じ、車両駆動用電動機の発生する交流電力を直流電力に変換する機能も有している。変換された直流電力は車載バッテリに供給される。   The power conversion device according to the embodiment of the present invention is used in a vehicle-mounted power conversion device for a vehicle-mounted electrical system mounted on an automobile, in particular, a vehicle drive electrical system, and has a very severe mounting environment and operational environment. The inverter device will be described as an example. A vehicle drive inverter device is provided in a vehicle drive electrical system as a control device for controlling the drive of a vehicle drive motor, and a DC power supplied from an onboard battery or an onboard power generator constituting an onboard power source is a predetermined AC power. Then, the AC power obtained is supplied to the vehicle drive motor to control the drive of the vehicle drive motor. Further, since the vehicle drive motor also has a function as a generator, the vehicle drive inverter device also has a function of converting the AC power generated by the vehicle drive motor into DC power according to the operation mode. Yes. The converted DC power is supplied to the on-vehicle battery.

なお、本実施形態の構成は、自動車やトラックなどの車両駆動用電力変換装置として最適であるが、これら以外の電力変換装置、例えば電車や船舶,航空機などの電力変換装置、さらに工場の設備を駆動する電動機の制御装置として用いられる産業用電力変換装置、或いは家庭の太陽光発電システムや家庭の電化製品を駆動する電動機の制御装置に用いられたりする家庭用電力変換装置に対しても適用可能である。   The configuration of the present embodiment is optimal as a power conversion device for driving a vehicle such as an automobile or a truck. However, other power conversion devices such as a power conversion device such as a train, a ship, and an aircraft, and a factory facility are also included. Applicable to industrial power converters used as drive motor control devices, or household power conversion devices used in home solar power generation systems and motor control devices that drive household appliances It is.

図1において、ハイブリッド電気自動車(以下、「HEV」と記述する)110は1つの電動車両であり、2つの車両駆動用システムを備えている。その1つは、内燃機関であるエンジン120を動力源としたエンジンシステムである。エンジンシステムは、主としてHEVの駆動源として用いられる。もう1つは、モータジェネレータ192,194を動力源とした車載電機システムである。車載電機システムは、主としてHEVの駆動源及びHEVの電力発生源として用いられる。モータジェネレータ192,194は例えば同期機あるいは誘導機であり、運転方法によりモータとしても発電機としても動作するので、ここではモータジェネレータと記すこととする。   In FIG. 1, a hybrid electric vehicle (hereinafter referred to as “HEV”) 110 is one electric vehicle and includes two vehicle drive systems. One of them is an engine system that uses an engine 120 that is an internal combustion engine as a power source. The engine system is mainly used as a drive source for HEV. The other is an in-vehicle electric system using motor generators 192 and 194 as a power source. The in-vehicle electric system is mainly used as an HEV drive source and an HEV power generation source. The motor generators 192 and 194 are, for example, synchronous machines or induction machines, and operate as both a motor and a generator depending on the operation method.

車体のフロント部には前輪車軸114が回転可能に軸支されている。前輪車軸114の両端には1対の前輪112が設けられている。車体のリア部には後輪車軸(図示省略)が回転可能に軸支されている。後輪車軸の両端には1対の後輪が設けられている。本実施形態のHEVでは、動力によって駆動される主輪を前輪112とし、連れ回される従輪を後輪とする、いわゆる前輪駆動方式を採用しているが、この逆、すなわち後輪駆動方式を採用しても構わない。   A front wheel axle 114 is rotatably supported at the front portion of the vehicle body. A pair of front wheels 112 are provided at both ends of the front wheel axle 114. A rear wheel axle (not shown) is rotatably supported on the rear portion of the vehicle body. A pair of rear wheels are provided at both ends of the rear wheel axle. The HEV of this embodiment employs a so-called front wheel drive system in which the main wheel driven by power is the front wheel 112 and the driven wheel to be driven is the rear wheel. You may adopt.

前輪車軸114の中央部には前輪側デファレンシャルギア(以下、「前輪側DEF」と記述する)116が設けられている。前輪車軸114は前輪側DEF116の出力側に機械的に接続されている。前輪側DEF116の入力側には変速機118の出力軸が機械的に接続されている。前輪側DEF116は、変速機118によって変速されて伝達された回転駆動力を左右の前輪車軸114に分配する差動式動力分配機構である。変速機118の入力側にはモータジェネレータ192の出力側が機械的に接続されている。モータジェネレータ192の入力側には動力分配機構122を介してエンジン120の出力側及びモータジェネレータ194の出力側が機械的に接続されている。尚、モータジェネレータ192,194及び動力分配機構122は、変速機118の筐体の内部に収納されている。   A front wheel side differential gear (hereinafter referred to as “front wheel side DEF”) 116 is provided at the center of the front wheel axle 114. The front wheel axle 114 is mechanically connected to the output side of the front wheel side DEF 116. The output shaft of the transmission 118 is mechanically connected to the input side of the front wheel side DEF 116. The front wheel side DEF 116 is a differential power distribution mechanism that distributes the rotational driving force that is shifted and transmitted by the transmission 118 to the left and right front wheel axles 114. The output side of the motor generator 192 is mechanically connected to the input side of the transmission 118. The output side of the engine 120 and the output side of the motor generator 194 are mechanically connected to the input side of the motor generator 192 via the power distribution mechanism 122. Motor generators 192 and 194 and power distribution mechanism 122 are housed inside the casing of transmission 118.

モータジェネレータ192,194は、回転子に永久磁石を備えた同期機であり、固定子の電機子巻線に供給される交流電力がインバータ装置140,142によって制御されることによりモータジェネレータ192,194の駆動が制御される。インバータ装置140,142にはバッテリ136が電気的に接続されており、バッテリ136とインバータ装置140,142との相互において電力の授受が可能である。   The motor generators 192 and 194 are synchronous machines having a permanent magnet on the rotor, and the AC power supplied to the armature windings of the stator is controlled by the inverter devices 140 and 142, thereby the motor generators 192 and 194. Is controlled. A battery 136 is electrically connected to the inverter devices 140 and 142, and power can be exchanged between the battery 136 and the inverter devices 140 and 142.

本実施形態では、モータジェネレータ192及びインバータ装置140からなる第1電動発電ユニットと、モータジェネレータ194及びインバータ装置142からなる第2電動発電ユニットとの2つを備え、運転状態に応じてそれらを使い分けている。すなわち、エンジン120からの動力によって車両を駆動している場合において、車両の駆動トルクをアシストする場合には第2電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン120の動力によって作動させて発電させ、その発電によって得られた電力によって第1電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させる。また、同様の場合において、車両の車速をアシストする場合には第1電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン120の動力によって作動させて発電させ、その発電によって得られた電力によって第2電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させる。   In the present embodiment, the first motor generator unit composed of the motor generator 192 and the inverter device 140 and the second motor generator unit composed of the motor generator 194 and the inverter device 142 are provided. ing. That is, in the case where the vehicle is driven by the power from the engine 120, when assisting the driving torque of the vehicle, the second motor generator unit is operated as the power generation unit by the power of the engine 120 to generate power. The first electric power generation unit is operated as an electric unit by the obtained electric power. Further, in the same case, when assisting the vehicle speed of the vehicle, the first motor generator unit is operated by the power of the engine 120 as a power generation unit to generate power, and the second motor generator unit is generated by the electric power obtained by the power generation. Operate as an electric unit.

また、本実施形態では、バッテリ136の電力によって第1電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させることにより、モータジェネレータ192の動力のみによって車両の駆動ができる。さらに、本実施形態では、第1電動発電ユニット又は第2電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン120の動力或いは車輪からの動力によって作動させて発電させることにより、バッテリ136の充電ができる。   In the present embodiment, the vehicle can be driven only by the power of the motor generator 192 by operating the first motor generator unit as an electric unit by the electric power of the battery 136. Furthermore, in the present embodiment, the battery 136 can be charged by generating power by operating the first motor generator unit or the second motor generator unit as the power generation unit by the power of the engine 120 or the power from the wheels.

インバータ装置140,142およびインバータ装置43さらにコンデンサモジュール500は電気的に密接な関係にある。さらに発熱に対する対策が必要な点が共通している。また装置の体積をできるだけ小さく作ることが望まれている。電力変換装置1は、インバータ装置140,142、さらにコンデンサモジュール500を電力変換装置1の筐体内に内蔵している。この構成により、小型で信頼性の高い装置が実現できる。   The inverter devices 140 and 142, the inverter device 43, and the capacitor module 500 are in an electrical close relationship. Furthermore, there is a common point that measures against heat generation are necessary. It is also desired to make the volume of the device as small as possible. The power conversion device 1 includes inverter devices 140 and 142 and a capacitor module 500 in the casing of the power conversion device 1. With this configuration, a small and highly reliable device can be realized.

またインバータ装置140,142、さらにコンデンサモジュール500を1つの筐体に内蔵することで、配線の簡素化やノイズ対策で効果がある。またコンデンサモジュール500とインバータ装置140,142およびインバータ装置43との接続回路のインダクタンスを低減でき、スパイク電圧を低減できると共に、発熱の低減や放熱効率の向上を図ることができる。   Further, by incorporating the inverter devices 140 and 142 and the capacitor module 500 in one housing, it is effective for simplification of wiring and noise countermeasures. In addition, the inductance of the connection circuit between the capacitor module 500, the inverter devices 140 and 142, and the inverter device 43 can be reduced, the spike voltage can be reduced, heat generation can be reduced, and heat dissipation efficiency can be improved.

次に、図2を用いてインバータ装置140の電気回路構成を説明する。インバータ装置140と142は同様の構成で同様の作用を為し、同様の機能を有しているので、ここでは、代表例としてインバータ装置140の説明を行う。   Next, the electric circuit configuration of the inverter device 140 will be described with reference to FIG. Since the inverter devices 140 and 142 have the same configuration and perform the same functions and have the same functions, the inverter device 140 will be described here as a representative example.

本実施形態に係る電力変換装置1は、インバータ装置140とコンデンサモジュール500とを備え、インバータ装置140と制御部170とを有している。また、インバータ装置140は、上アームとして動作する第1MOSFET101(金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ)及び第1ダイオード156と、下アームとして動作する第2MOSFET102及び第2ダイオード157からなる半導体装置150を複数有し、それぞれの上下アーム直列回路の中点部分から交流端子を通してモータジェネレータ192への交流電力線(交流バスバー)と接続する構成である。また、制御部170はインバータ回路を駆動制御するドライバ回路174と、ドライバ回路174へ信号線176を介して制御信号を供給する制御回路172と、を有している。   The power conversion device 1 according to the present embodiment includes an inverter device 140 and a capacitor module 500, and includes the inverter device 140 and a control unit 170. The inverter device 140 includes a plurality of semiconductor devices 150 including a first MOSFET 101 (metal oxide semiconductor field effect transistor) and a first diode 156 that operate as an upper arm, and a second MOSFET 102 and a second diode 157 that operate as a lower arm. It has a configuration in which it is connected to an AC power line (AC bus bar) to the motor generator 192 from an intermediate point portion of each upper and lower arm series circuit through an AC terminal. In addition, the control unit 170 includes a driver circuit 174 that drives and controls the inverter circuit, and a control circuit 172 that supplies a control signal to the driver circuit 174 via the signal line 176.

第1MOSFET101と第2MOSFET102は、スイッチング用パワー半導体素子であり、制御部170から出力された駆動信号を受けて動作し、バッテリ136から供給された直流電力を3相交流電力に変換する。この変換された電力はモータジェネレータ192の電機子巻線に供給される。   The first MOSFET 101 and the second MOSFET 102 are switching power semiconductor elements, operate in response to a drive signal output from the control unit 170, and convert DC power supplied from the battery 136 into three-phase AC power. The converted electric power is supplied to the armature winding of the motor generator 192.

インバータ装置140は3相ブリッジ回路により構成されており、3相分の上下アーム直列回路がそれぞれ、バッテリ136の正極側と負極側に電気的に接続されている直流正極端子と直流負極端子の間に電気的に並列に接続されている。   The inverter device 140 is configured by a three-phase bridge circuit, and the upper and lower arm series circuits for three phases are respectively connected between the positive DC terminal and the negative DC terminal that are electrically connected to the positive electrode side and the negative electrode side of the battery 136. Are electrically connected in parallel.

本実施形態では、スイッチング用パワー半導体素子としてMOSFETを用いることを例示している。第1MOSFET101のドレイン電極とソース電極との間には第1ダイオード156が図示するように電気的に接続されている。第2MOSFET102のドレイン電極とソース電極との間には第2ダイオード157が図示するように電気的に接続されている。第1ダイオード156と第2ダイオード157は、カソード電極及びアノード電極の2つの電極を備えており、第1ダイオード156は、第1MOSFET101のソース電極からドレイン電極に向かう方向が順方向となるように、カソード電極が第1MOSFET101のドレイン電極に、アノード電極が第1MOSFET101のソース電極にそれぞれ電気的に接続されている。   In the present embodiment, the use of a MOSFET as the switching power semiconductor element is exemplified. A first diode 156 is electrically connected between the drain electrode and the source electrode of the first MOSFET 101 as shown. A second diode 157 is electrically connected between the drain electrode and the source electrode of the second MOSFET 102 as shown. The first diode 156 and the second diode 157 have two electrodes, a cathode electrode and an anode electrode, and the first diode 156 has a forward direction from the source electrode to the drain electrode of the first MOSFET 101 so as to be a forward direction. The cathode electrode is electrically connected to the drain electrode of the first MOSFET 101, and the anode electrode is electrically connected to the source electrode of the first MOSFET 101.

第2ダイオード157は、第2MOSFET102のソース電極からドレイン電極に向かう方向が順方向となるように、カソード電極が第2MOSFET102のドレイン電極に、アノード電極が第2MOSFET102のソース電極にそれぞれ電気的に接続されている。スイッチング用パワー半導体素子としてはIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)を用いてもよい。   The second diode 157 has a cathode electrode electrically connected to the drain electrode of the second MOSFET 102 and an anode electrode electrically connected to the source electrode of the second MOSFET 102 so that the direction from the source electrode to the drain electrode of the second MOSFET 102 is the forward direction. ing. An IGBT (insulated gate bipolar transistor) may be used as the power semiconductor element for switching.

上下アーム直列回路を構成する半導体装置150は、モータジェネレータ192の電機子巻線の各相巻線に対応して3相分設けられている。3つの半導体装置150はそれぞれ、第1MOSFET101のソース電極と第2MOSFET102のドレイン電極を接続する中間電極,交流端子を介してモータジェネレータ192へのU相,V相,W相を形成している。上下アーム直列回路同士は電気的に並列接続されている。   The semiconductor device 150 constituting the upper and lower arm series circuit is provided for three phases corresponding to each phase winding of the armature winding of the motor generator 192. Each of the three semiconductor devices 150 forms a U phase, a V phase, and a W phase to the motor generator 192 via an intermediate electrode and an AC terminal that connect the source electrode of the first MOSFET 101 and the drain electrode of the second MOSFET 102. The upper and lower arm series circuits are electrically connected in parallel.

上アームの第1MOSFET101のドレイン電極は正極端子(P端子)を介してコンデンサモジュール500の正極側コンデンサ電極に、下アームの第2MOSFET102のソース電極は負極端子(N端子)を介してコンデンサモジュール500の負極側コンデンサ電極にそれぞれ電気的に接続(直流バスバーで接続)されている。各アームの中点部分(第1MOSFET101のソース電極と第2MOSFET102のドレイン電極との接続部分)にあたる中間電極は、モータジェネレータ192の電機子巻線の対応する相巻線に交流コネクタ188を介して電気的に接続されている。   The drain electrode of the first MOSFET 101 of the upper arm is connected to the positive capacitor electrode of the capacitor module 500 via the positive terminal (P terminal), and the source electrode of the second MOSFET 102 of the lower arm is connected to the capacitor module 500 via the negative terminal (N terminal). Each is electrically connected to the negative electrode capacitor electrode (connected by a DC bus bar). The intermediate electrode corresponding to the midpoint portion of each arm (the connection portion between the source electrode of the first MOSFET 101 and the drain electrode of the second MOSFET 102) is electrically connected to the corresponding phase winding of the armature winding of the motor generator 192 via the AC connector 188. Connected.

コンデンサモジュール500は、第1MOSFET101と第2MOSFET102のスイッチング動作によって生じる直流電圧の変動を抑制する平滑回路を構成するためのものである。コンデンサモジュール500の正極側コンデンサ電極にはバッテリ136の正極側が、コンデンサモジュール500の負極側コンデンサ電極にはバッテリ136の負極側がそれぞれ直流コネクタを介して電気的に接続されている。これにより、コンデンサモジュール500は、上アーム第1MOSFET101のドレイン電極とバッテリ136の正極側との間と、下アーム第2MOSFET102のソース電極とバッテリ136の負極側との間で接続され、バッテリ136と上下アーム直列回路に対して電気的に並列接続される。   The capacitor module 500 is for configuring a smoothing circuit that suppresses fluctuations in DC voltage caused by the switching operation of the first MOSFET 101 and the second MOSFET 102. A positive electrode side of the battery 136 is electrically connected to the positive electrode side capacitor electrode of the capacitor module 500 and a negative electrode side of the battery 136 is electrically connected to the negative electrode side capacitor electrode of the capacitor module 500 via a DC connector. As a result, the capacitor module 500 is connected between the drain electrode of the upper arm first MOSFET 101 and the positive electrode side of the battery 136, and between the source electrode of the lower arm second MOSFET 102 and the negative electrode side of the battery 136. Electrically connected in parallel to the arm series circuit.

制御部170はMOSFETを作動させるためのものであり、他の制御装置やセンサなどからの入力情報に基づいて、第1MOSFET101と第2MOSFET102のスイッチングタイミングを制御するためのタイミング信号を生成する制御回路172と、制御回路172から出力されたタイミング信号に基づいて、第1MOSFET101と第2MOSFET102をスイッチング動作させるためのドライブ信号を生成するドライバ回路174とを備えている。   The control unit 170 is for operating the MOSFET, and generates a timing signal for controlling the switching timing of the first MOSFET 101 and the second MOSFET 102 based on input information from other control devices or sensors. And a driver circuit 174 that generates a drive signal for switching the first MOSFET 101 and the second MOSFET 102 based on the timing signal output from the control circuit 172.

制御回路172は、第1MOSFET101と第2MOSFET102のスイッチングタイミングを演算処理するためのマイクロコンピュータ(以下、「マイコン」と記述する)を備えている。マイコンには入力情報として、モータジェネレータ192に対して要求される目標トルク値、半導体装置150からモータジェネレータ192の電機子巻線に供給される電流値、及びモータジェネレータ192の回転子の磁極位置が入力されている。目標トルク値は、不図示の上位の制御装置から出力された指令信号に基づくものである。電流値は、電流センサ(不図示)から出力された検出信号に基づいて検出されたものである。磁極位置は、モータジェネレータ192に設けられた回転磁極センサ(不図示)から出力された検出信号に基づいて検出されたものである。本実施形態では3相の電流値を検出する場合を例に挙げて説明するが、2相分の電流値を検出するようにしても構わない。   The control circuit 172 includes a microcomputer (hereinafter referred to as “microcomputer”) for calculating the switching timing of the first MOSFET 101 and the second MOSFET 102. As input information, the microcomputer includes a target torque value required for the motor generator 192, a current value supplied from the semiconductor device 150 to the armature winding of the motor generator 192, and a magnetic pole position of the rotor of the motor generator 192. Have been entered. The target torque value is based on a command signal output from a host controller (not shown). The current value is detected based on a detection signal output from a current sensor (not shown). The magnetic pole position is detected based on a detection signal output from a rotating magnetic pole sensor (not shown) provided in the motor generator 192. In the present embodiment, the case where the current values of three phases are detected will be described as an example, but the current values for two phases may be detected.

制御回路172内のマイコンは、目標トルク値に基づいてモータジェネレータ192のd,q軸の電流指令値を演算し、この演算されたd,q軸の電流指令値と、検出されたd,q軸の電流値との差分に基づいてd,q軸の電圧指令値を演算し、この演算されたd,q軸の電圧指令値を、検出された磁極位置に基づいてU相,V相,W相の電圧指令値に変換する。そして、マイコンは、U相,V相,W相の電圧指令値に基づく基本波(正弦波)と搬送波(三角波)との比較に基づいてパルス状の変調波を生成し、この生成された変調波をPWM(パルス幅変調)信号としてドライバ回路174に出力する。   The microcomputer in the control circuit 172 calculates the d and q axis current command values of the motor generator 192 based on the target torque value, and the calculated d and q axis current command values and the detected d and q The voltage command values for the d and q axes are calculated based on the difference from the current value of the shaft, and the calculated voltage command values for the d and q axes are calculated based on the detected magnetic pole position. Convert to W phase voltage command value. Then, the microcomputer generates a pulse-like modulated wave based on the comparison between the fundamental wave (sine wave) and the carrier wave (triangular wave) based on the voltage command values of the U-phase, V-phase, and W-phase, and the generated modulation The wave is output to the driver circuit 174 as a PWM (pulse width modulation) signal.

ドライバ回路174は、下アームを駆動する場合、PWM信号を増幅し、これをドライブ信号として、対応する下アームの第2MOSFET102のゲート電極に、上アームを駆動する場合、PWM信号の基準電位のレベルを上アームの基準電位のレベルにシフトしてからPWM信号を増幅し、これをドライブ信号として、対応する上アームの第1MOSFET101のゲート電極にそれぞれ出力する。これにより、各第1MOSFET101と第2MOSFET102は、入力されたドライブ信号に基づいてスイッチング動作する。   When driving the lower arm, the driver circuit 174 amplifies the PWM signal, and when driving the upper arm to the gate electrode of the corresponding second MOSFET 102 of the lower arm as a drive signal, the driver circuit 174 drives the reference potential level of the PWM signal. Is shifted to the level of the reference potential of the upper arm and then the PWM signal is amplified and output as a drive signal to the gate electrode of the corresponding first MOSFET 101 of the upper arm. As a result, each of the first MOSFET 101 and the second MOSFET 102 performs a switching operation based on the input drive signal.

図3は、本実施形態に係る半導体装置150の1相分のMOSFETとダイオードのレイアウトを示す上面図である。本図では、半導体装置150について説明するが、インバータ装置142も同様の構成である。本図では駆動の対象となる第1MOSFET101と、第2MOSFET102と、第1ダイオード156と、第2ダイオード157のみが図示されている。MOSFETに接続される負荷や温度を検出するサーミスタやバスバーを封止する樹脂やゲルなどのMOSFET装置の構成は省略されている。   FIG. 3 is a top view showing a layout of MOSFETs and diodes for one phase of the semiconductor device 150 according to the present embodiment. Although the semiconductor device 150 is described in this figure, the inverter device 142 has the same configuration. In the figure, only the first MOSFET 101, the second MOSFET 102, the first diode 156, and the second diode 157 to be driven are illustrated. The structure of a MOSFET device such as a thermistor for detecting the load and temperature connected to the MOSFET and a resin or gel for sealing the bus bar is omitted.

第1MOSFET101A及び101Bのドレイン電極及び第1ダイオード156A及び156Bのカソード電極は、第1導体部201に半田付けされる。また第2MOSFET102A及び102Bのドレイン電極と第2ダイオード157A及び157Bのカソード電極は、第2導体部202に半田付けされるとともに第1導体部201の側部に配置される。   The drain electrodes of the first MOSFETs 101A and 101B and the cathode electrodes of the first diodes 156A and 156B are soldered to the first conductor portion 201. In addition, the drain electrodes of the second MOSFETs 102A and 102B and the cathode electrodes of the second diodes 157A and 157B are soldered to the second conductor portion 202 and disposed on the side portion of the first conductor portion 201.

第1導体部201と第2導体部202は、絶縁基板213の上面に配線パターンがレイアウトされており、絶縁基板213の下面は基板全面にベタパターン(不図示)が配線されているため、渦電流発生による浮遊インダクタンス低減効果が得られる。   The first conductor portion 201 and the second conductor portion 202 have a wiring pattern laid out on the upper surface of the insulating substrate 213, and the lower surface of the insulating substrate 213 has a solid pattern (not shown) wired on the entire surface of the substrate. The stray inductance reduction effect by current generation can be obtained.

本実施例では、第1導体部201と第2導体部202を絶縁基板213の上面に配線パターンをレイアウトした場合について記載しているが、絶縁性能と渦電流発生による浮遊インダクタンス低減効果が得られる構成であれば、他の部材を用いても構わない。   In this embodiment, the case where the first conductor portion 201 and the second conductor portion 202 are laid out on the upper surface of the insulating substrate 213 is described. However, the insulation performance and the floating inductance reduction effect due to the generation of eddy current can be obtained. If it is a structure, you may use another member.

第1MOSFET101A及び101Bと第2MOSFET102A及び102Bのゲート電極とゲートの基準電位となるケルビンソース電極はワイヤボンディング283で上アーム用信号端子210および下アーム用信号端子211に接続されている。   The gate electrodes of the first MOSFETs 101A and 101B and the second MOSFETs 102A and 102B and the Kelvin source electrode serving as the gate reference potential are connected to the upper arm signal terminal 210 and the lower arm signal terminal 211 by wire bonding 283.

第1MOSFET101A及び101Bのソース電極と第1ダイオード156A及び156Bのアノード電極は第3導体部203に半田付けされ、第2MOSFET102A及び102Bのソース電極と第2ダイオード157A及び157Bのアノード電極は第4導体204に半田付けされる。   The source electrodes of the first MOSFETs 101A and 101B and the anode electrodes of the first diodes 156A and 156B are soldered to the third conductor portion 203, and the source electrodes of the second MOSFETs 102A and 102B and the anode electrodes of the second diodes 157A and 157B are the fourth conductor 204. Soldered to.

第1MOSFET101A及び101Bは、インバータ回路の上アーム回路を構成する。第1ダイオード156A及び156Bは、インバータ回路の上アーム回路を構成するとともに第1MOSFET101A及び101Bと電気的に並列に接続される。第2MOSFET102A及び102Bは、インバータ回路の下アーム回路を構成する。第2ダイオード157A及び157Bは、インバータ回路の下アーム回路を構成するとともに第2MOSFET102A及び102Bと電気的に並列に接続される。   The first MOSFETs 101A and 101B constitute the upper arm circuit of the inverter circuit. The first diodes 156A and 156B constitute an upper arm circuit of the inverter circuit and are electrically connected in parallel with the first MOSFETs 101A and 101B. The second MOSFETs 102A and 102B constitute a lower arm circuit of the inverter circuit. The second diodes 157A and 157B constitute a lower arm circuit of the inverter circuit and are electrically connected in parallel with the second MOSFETs 102A and 102B.

中継導体部280は、第3導体部203と第2導体部202とを電気的に接続する。なお中継導体部280は、第3導体部203や第2導体部202と一体に形成されていてもよい。   The relay conductor portion 280 electrically connects the third conductor portion 203 and the second conductor portion 202. The relay conductor part 280 may be formed integrally with the third conductor part 203 and the second conductor part 202.

図4では、第1MOSFET101と第1ダイオード156と第2MOSFET102と第2ダイオード157は、いずれも2並列(図4中のA、B)の場合について図示しているが、各々の素子について2並列以上、例えば3並列や4並列であっても構わない。   In FIG. 4, the first MOSFET 101, the first diode 156, the second MOSFET 102, and the second diode 157 are all illustrated in the case of two parallels (A and B in FIG. 4). For example, it may be 3 parallel or 4 parallel.

第1MOSFET101A及び101Bと第1ダイオード156A及び156Bと第2MOSFET102A及び102Bと第2ダイオード157A及び157Bは、いずれも中継導体部280を中心にして放射状に配置されている。   The first MOSFETs 101A and 101B, the first diodes 156A and 156B, the second MOSFETs 102A and 102B, and the second diodes 157A and 157B are all arranged radially around the relay conductor 280.

つまり、第1MOSFET101Aの電極面の垂直方向から投影した場合、第1MOSFET101A及び101Bと第1ダイオード156A及び156Bは、第1MOSFET101A及び101Bの投影部及び当該第1ダイオード156A及び156Bの投影部が中継導体部280を中心とした円の外周と重なるように配置される。   That is, when projected from the direction perpendicular to the electrode surface of the first MOSFET 101A, the first MOSFETs 101A and 101B and the first diodes 156A and 156B are the projection parts of the first MOSFETs 101A and 101B and the projection parts of the first diodes 156A and 156B are relay conductor parts. It arrange | positions so that the outer periphery of the circle | round | yen centering on 280 may overlap.

同様に、第1MOSFET101Aの電極面の垂直方向から投影した場合、第2MOSFET102A及び102Bと第2ダイオード157A及び157Bは、第2MOSFET102A及び102Bの投影部及び当該第2ダイオード157A及び157Bの投影部が中継導体部280を中心とした円の外周と重なるように配置される。   Similarly, when projected from the direction perpendicular to the electrode surface of the first MOSFET 101A, the second MOSFETs 102A and 102B and the second diodes 157A and 157B have the projection parts of the second MOSFETs 102A and 102B and the projection parts of the second diodes 157A and 157B are relay conductors. It arrange | positions so that it may overlap with the outer periphery of the circle | round | yen centering on the part 280. FIG.

なお、前述の円の外周の太さW1は、中継導体部280の幅W2と定義することができる。   Note that the thickness W1 of the outer periphery of the circle can be defined as the width W2 of the relay conductor portion 280.

この構成にすることで、半導体素子から中継導体部280までの距離を均等またはそれに順ずる水準にするができる。すなわち、半導体素子から中継導体部280までの配線浮遊インダクタンスを均等にすることができる。   With this configuration, the distance from the semiconductor element to the relay conductor portion 280 can be made equal or equal to the standard. In other words, the wiring stray inductance from the semiconductor element to the relay conductor 280 can be made uniform.

下アームの第2ダイオード157A及び157Bに還流電流が流れている状態において、上アーム回路を構成する第1MOSFET101A及び101Bをスイッチングする場合、電流の時間変化率であるdi/dtが発生する経路は、第1MOSFET101A及び101Bから中継導体部280を経由して第2ダイオード157A及び157Bにつながる経路となる。   When switching the first MOSFETs 101A and 101B constituting the upper arm circuit in a state where the return current flows through the second diodes 157A and 157B of the lower arm, the path where di / dt, which is the time change rate of the current, is generated, This is a path that connects the first MOSFETs 101A and 101B to the second diodes 157A and 157B via the relay conductor 280.

このとき、中継導体部280から2並列の第1MOSFET101Aと第1MOSFET101Bの距離が均等であるため、配線浮遊インダクタンスも均等になり、第1MOSFET101Aと第1MOSFET101Bの電流アンバランスが抑制される効果を得ることができる。   At this time, since the distance between the first MOSFET 101A and the first MOSFET 101B in parallel from the relay conductor portion 280 is equal, the wiring stray inductance is also equalized, and the effect of suppressing the current imbalance between the first MOSFET 101A and the first MOSFET 101B can be obtained. it can.

同時に、中継導体部280から2並列の第2ダイオード157Aと第2ダイオード157Bの距離も均等であるため、配線浮遊インダクタンスも均等になり、第2ダイオード157Aと第2ダイオード157Bの電流アンバランスも抑制される効果を得ることができる。   At the same time, since the distance between the second parallel diode 157A and the second diode 157B from the relay conductor portion 280 is also equal, the wiring stray inductance is also equal, and the current imbalance between the second diode 157A and the second diode 157B is also suppressed. Effects can be obtained.

また、MOSFETは素子の内部にボディダイオードを有しているため、還流電流は下アームの第2MOSFET102A及び102Bにも流れる。   Further, since the MOSFET has a body diode inside the element, the return current also flows through the second MOSFETs 102A and 102B in the lower arm.

下アームの第2MOSFET102A及び102Bに還流電流が流れている状態において、上アーム回路を構成する第1MOSFET101A及び101Bをスイッチングする場合、電流の時間変化率であるdi/dtが発生する経路は、第1MOSFET101A及び101Bから中継導体部280を経由して第2MOSFET102A及び102Bにつながる経路となる。   When switching the first MOSFETs 101A and 101B constituting the upper arm circuit in a state where the return current flows through the second MOSFETs 102A and 102B of the lower arm, the path through which di / dt that is the time change rate of the current is generated is the first MOSFET 101A. And 101B via the relay conductor portion 280 and a path connected to the second MOSFETs 102A and 102B.

中継導体部280から2並列の第2MOSFET102Aと第2MOSFET102Bの距離も均等であるため、配線浮遊インダクタンスも均等になり、第2MOSFET102Aと第2MOSFET102Bの電流アンバランスも抑制される効果を得ることができる。   Since the distance between the two parallel second MOSFETs 102A and the second MOSFET 102B from the relay conductor part 280 is also equal, the wiring stray inductance is also equalized, and the effect of suppressing the current imbalance between the second MOSFET 102A and the second MOSFET 102B can be obtained.

上アームの第1ダイオード156A及び156Bまたは第1MOSFET101A及び101Bに還流電流が流れている状態において、下アームを構成する第2MOSFET102A及び102Bをスイッチングする場合も、上アームの第1MOSFET101A及び101Bをスイッチングする場合とは、各々の素子の通電状態が上アームと下アームで逆になるのみであり、2並列に接続された各々の素子の電流アンバランスを抑制する効果は上アームをスイッチングする場合と同様に得ることができる。   When switching the second MOSFETs 102A and 102B constituting the lower arm in the state where the reflux current flows through the first diodes 156A and 156B or the first MOSFETs 101A and 101B of the upper arm, the first MOSFETs 101A and 101B of the upper arm are also switched. Is that the energization state of each element is only reversed between the upper arm and the lower arm, and the effect of suppressing the current imbalance of each element connected in parallel is the same as when switching the upper arm. Can be obtained.

中継導体部280を中心にして円弧を描くように各々の素子を配置するため、2並列の素子は階段のような段差をもった状態で導体上に配置されている。この配置は、電流を通電するときの発熱を導体を介して冷却する際に、素子の一辺を隣り合わせて配置する場合に比べて、近接する素子との熱流束の干渉を低減することができるため、冷却効率を向上させる効果も得ることができる。   In order to arrange each element so as to draw an arc around the relay conductor part 280, the two parallel elements are arranged on the conductor with a step such as a staircase. This arrangement can reduce the interference of heat flux with adjacent elements, compared to the case where one side of the element is arranged next to each other when cooling the heat generated when a current is passed through the conductor. Also, the effect of improving the cooling efficiency can be obtained.

尚、中継導体部280を中心にして円弧を描くように各々の素子を配置することが望ましいが、2並列の素子の電流アンバランスを抑制するという効果が得られれば、中継導体部280を中心にして放射状または階段状に2並列の素子を配置していても構わない。   Although it is desirable to arrange each element so as to draw an arc around the relay conductor portion 280, if the effect of suppressing the current imbalance of two parallel elements is obtained, the relay conductor portion 280 is the center. Alternatively, two parallel elements may be arranged radially or stepwise.

図4は、他の実施例に関わる半導体装置151の構成を説明する図である。図3に示された半導体装置150の構成との違いは、第1MOSFET101A及び101Bと第2MOSFET102A及び102Bに代わり、第1IGBT101Cと第2IGBT102Cを使用している点であり、他の構成は図3と同一である。   FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of a semiconductor device 151 according to another embodiment. The difference from the configuration of the semiconductor device 150 shown in FIG. 3 is that the first IGBT 101C and the second IGBT 102C are used instead of the first MOSFETs 101A and 101B and the second MOSFETs 102A and 102B, and the other configurations are the same as those in FIG. It is.

図4では、第1IGBT101Cと第2IGBT102Cを1個のみを配置した場合を表示しているが、IGBTを複数個並列に配置していても構わない。   Although FIG. 4 shows a case where only one first IGBT 101C and second IGBT 102C are arranged, a plurality of IGBTs may be arranged in parallel.

この構成においても、第1IGBT101Cスイッチングする場合において、中継導体部280から2並列の第2ダイオード157Aと第2ダイオード157Bまでの距離が均等であるため、配線浮遊インダクタンスも均等になり、第2ダイオード157Aと第2ダイオード157Bの電流アンバランスも抑制される効果を得ることができる。   Also in this configuration, when the first IGBT 101C is switched, the distance from the relay conductor portion 280 to the two parallel second diodes 157A and 157B is uniform, so that the wiring stray inductance is also uniform and the second diode 157A. In addition, it is possible to obtain an effect of suppressing current imbalance of the second diode 157B.

第2IGBT102Cをスイッチングする場合においても、中継導体部280から第1ダイオード156Aと第1ダイオード156Bまでの距離が均等であるため、配線浮遊インダクタンスも均等になり、第1ダイオード156Aと第1ダイオード156Bの電流アンバランスも抑制される効果を得ることができる。   Even when the second IGBT 102C is switched, since the distance from the relay conductor 280 to the first diode 156A and the first diode 156B is equal, the wiring stray inductance is also equal, and the first diode 156A and the first diode 156B An effect of suppressing current imbalance can be obtained.

図5(a)と図5(b)は、他の実施例に関わる、半導体装置の構成を1in1にした場合の図である。図5(a)は上アームの構成を示しており、図5(b)は下アームの構成を示している。1in1とは、一つの半導体モジュールに、上アーム又は下アームのいずれかを内蔵する構成を示す。   FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams in the case where the configuration of the semiconductor device according to another embodiment is set to 1 in 1. FIG. 5A shows the configuration of the upper arm, and FIG. 5B shows the configuration of the lower arm. 1 in 1 indicates a configuration in which either an upper arm or a lower arm is built in one semiconductor module.

図5(a)に示した上アームの構成においては、第1MOSFET101A及び101Bのソース電極と第1ダイオード156A及び156Bのアノード電極に接続される第3導体部203の電流が出力される、下アームに接続される中継導体部280を中心にして、放射状に第1MOSFET101A及び101Bと第1ダイオード156A及び156Bが各々の素子につき並列に配置されている。この構成においても、中継導体部280から並列に接続された各々の素子までの距離が均等であるため、配線浮遊インダクタンスも均等になり、並列に配置された各々の素子を流れる電流アンバランスを低減する効果が得られる。   In the configuration of the upper arm shown in FIG. 5A, the lower arm outputs the current of the third conductor portion 203 connected to the source electrodes of the first MOSFETs 101A and 101B and the anode electrodes of the first diodes 156A and 156B. The first MOSFETs 101A and 101B and the first diodes 156A and 156B are radially arranged in parallel for each element, with the relay conductor portion 280 connected to the center. Even in this configuration, since the distance from the relay conductor portion 280 to each element connected in parallel is equal, the wiring stray inductance is also equal, and current imbalance flowing through each element arranged in parallel is reduced. Effect is obtained.

図5(b)に示した下アームの構成においても、第2MOSFET102A及び102Bのドレイン電極と第2ダイオード157A及び157Bのカソード電極に接続される第2導体部202の電流が入力される、上アームに接続される中継導体部280を中心にして、放射状に第2MOSFET102A及び102Bと第2ダイオード157A及び157Bが各々の素子につき並列に配置されている。この構成においても、中継導体部280から並列に接続された各々の素子までの距離が均等であるため、配線浮遊インダクタンスも均等になり、並列に配置された各々の素子を流れる電流アンバランスを低減する効果が得られる。   Also in the configuration of the lower arm shown in FIG. 5B, the upper arm to which the current of the second conductor portion 202 connected to the drain electrodes of the second MOSFETs 102A and 102B and the cathode electrodes of the second diodes 157A and 157B is input. The second MOSFETs 102A and 102B and the second diodes 157A and 157B are radially arranged in parallel with respect to each of the relay conductors 280 connected to the center. Even in this configuration, since the distance from the relay conductor portion 280 to each element connected in parallel is equal, the wiring stray inductance is also equal, and current imbalance flowing through each element arranged in parallel is reduced. Effect is obtained.

なお、上述の全ての実施例において、第1ダイオードや第2ダイオードは、複数個設けられたが、1つであってもよい。
In all the embodiments described above, a plurality of the first diodes and the second diodes are provided, but one may be provided.

1…電力変換装置、43…インバータ装置、140…インバータ装置、142…インバータ装置、101…第1MOSFET、101A…第1MOSFET、101B…第1MOSFET、101C…第1IGBT、102…第2MOSFET、102A…第2MOSFET、102B…第2MOSFET、102C…第2IGBT、110…ハイブリッド電気自動車、112…前輪、114…前輪車軸、116…前輪側デファレンシャルギア、118…変速機、120…エンジン、122…動力分配機構、136…バッテリ、150…半導体装置、151…半導体装置、156…第1ダイオード、156A…第1ダイオード、156B…第1ダイオード、157…第2ダイオ−ド、157A…第2ダイオード、157B…第2ダイオード、170…制御部、172…制御回路、174…ドライバ回路、176…信号線、188…交流コネクタ、192…モータジェネレータ、194…モータジェネレータ、201…第1導体部、202…第2導体部、203…第3導体部、204…第4導体部、210…上アーム用信号端子、211…下アーム用信号端子、213…絶縁基板、280…中継導体部、283…ワイヤボンディング、500…コンデンサモジュール、W1…円の外周の太さ、W2…中継導体部280の幅 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power converter device 43 ... Inverter device 140 ... Inverter device 142 ... Inverter device 101 ... 1st MOSFET, 101A ... 1st MOSFET, 101B ... 1st MOSFET, 101C ... 1st IGBT, 102 ... 2nd MOSFET, 102A ... 2nd MOSFET , 102B ... 2nd MOSFET, 102C ... 2nd IGBT, 110 ... hybrid electric vehicle, 112 ... front wheel, 114 ... front wheel axle, 116 ... front wheel side differential gear, 118 ... transmission, 120 ... engine, 122 ... power distribution mechanism, 136 ... Battery: 150 ... Semiconductor device, 151 ... Semiconductor device, 156 ... First diode, 156A ... First diode, 156B ... First diode, 157 ... Second diode, 157A ... Second diode, 157B ... Second diode, DESCRIPTION OF SYMBOLS 70 ... Control part, 172 ... Control circuit, 174 ... Driver circuit, 176 ... Signal line, 188 ... AC connector, 192 ... Motor generator, 194 ... Motor generator, 201 ... First conductor part, 202 ... Second conductor part, 203 3rd conductor part, 204 ... 4th conductor part, 210 ... upper arm signal terminal, 211 ... lower arm signal terminal, 213 ... insulating substrate, 280 ... relay conductor part, 283 ... wire bonding, 500 ... capacitor module, W1 ... the thickness of the outer circumference of the circle, W2 ... the width of the relay conductor 280

Claims (4)

インバータ回路の上アーム回路を構成する1個または複数個の第1スイッチング素子と、
前記インバータ回路の前記上アーム回路を構成するとともに前記第1スイッチング素子と電気的に並列に接続された1個または複数個の第1ダイオードと、
前記第1スイッチング素子と前記第1ダイオードの高電位側に接続される第1導体部と、
前記第1スイッチング素子と前記第1ダイオードの低電位側に接続される第2導体部と、
前記上アーム回路と前記第2導体部とを接続する中継導体部と、を備え、
前記第1スイッチング素子の電極面の垂直方向から投影した場合、前記第1スイッチング素子と前記第1ダイオードは、当該第1スイッチング素子の投影部及び当該第1ダイオードの投影部が前記中継導体部を中心とした円の外周と重なるように配置される半導体装置。
One or more first switching elements constituting the upper arm circuit of the inverter circuit;
One or more first diodes constituting the upper arm circuit of the inverter circuit and electrically connected in parallel with the first switching element;
A first conductor connected to the first switching element and a high potential side of the first diode;
A second conductor portion connected to a low potential side of the first switching element and the first diode;
A relay conductor portion connecting the upper arm circuit and the second conductor portion,
When projecting from a direction perpendicular to the electrode surface of the first switching element, the first switching element and the first diode include a projection part of the first switching element and a projection part of the first diode that connects the relay conductor part. A semiconductor device arranged so as to overlap with the outer periphery of a circle with a center.
インバータ回路の下アーム回路を構成する1個または複数個のスイッチング素子と、
前記インバータ回路の前記下アーム回路を構成するとともに前記スイッチング素子と電気的に並列に接続された1個または複数個のダイオードと、
前記スイッチング素子と前記ダイオードの高電位側に接続される第1導体部と、
前記スイッチング素子と前記ダイオードの低電位側に接続される第2導体部と、
前記下アーム回路と前記第1導体部とを接続する中継導体部と、を備え、
前記スイッチング素子の電極面の垂直方向から投影した場合、前記スイッチング素子と前記ダイオードは、当該スイッチング素子の投影部及び当該ダイオードの投影部が前記中継導体部を中心とした円の外周と重なるように配置される半導体装置。
One or a plurality of switching elements constituting the lower arm circuit of the inverter circuit;
One or a plurality of diodes constituting the lower arm circuit of the inverter circuit and electrically connected in parallel with the switching element;
A first conductor connected to the switching element and a high potential side of the diode;
A second conductor portion connected to the switching element and a low potential side of the diode;
A relay conductor portion connecting the lower arm circuit and the first conductor portion,
When projected from the direction perpendicular to the electrode surface of the switching element, the switching element and the diode are arranged such that the projection part of the switching element and the projection part of the diode overlap with the outer periphery of a circle centering on the relay conductor part. Semiconductor device to be arranged.
請求項1に記載の半導体装置であって、
前記インバータ回路の下アーム回路を構成する1個または複数個の第2スイッチング素子と、
前記インバータ回路の前記下アーム回路を構成するとともに前記第2スイッチング素子と電気的に並列に接続された1個または複数個の第2ダイオードと、
前記第2スイッチング素子と前記第2ダイオードの高電位側に接続される第3導体部と、
前記第2スイッチング素子と前記第2ダイオードの低電位側に接続される第4導体部と、を備え、
前記中継導体部は、前記第2導体部と前記第3導体部を接続し、
前記第2スイッチング素子と前記第2ダイオードは、当該第2スイッチング素子の投影部及び当該第2ダイオードの投影部が前記中継導体部を中心とした円の外周と重なるように配置される半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
One or a plurality of second switching elements constituting a lower arm circuit of the inverter circuit;
One or a plurality of second diodes constituting the lower arm circuit of the inverter circuit and electrically connected in parallel with the second switching element;
A third conductor portion connected to the high potential side of the second switching element and the second diode;
A fourth conductor portion connected to the low potential side of the second switching element and the second diode,
The relay conductor portion connects the second conductor portion and the third conductor portion,
The semiconductor device in which the second switching element and the second diode are arranged such that a projection part of the second switching element and a projection part of the second diode overlap with an outer periphery of a circle centering on the relay conductor part.
請求項1ないし3に記載のいずれかの半導体装置であって、
前記円の外周の太さは、前記中間端子の幅である半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein:
The thickness of the outer periphery of the circle is a semiconductor device that is the width of the intermediate terminal.
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JP2019197763A (en) * 2018-05-08 2019-11-14 三菱電機株式会社 Semiconductor power module

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