JP2020150786A - Snubber module, snubber device and power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スナバモジュール、スナバ装置および電力変換装置に関する。 The present invention relates to a snubber module, a snubber device and a power conversion device.
従来、サージ電圧による素子破壊を防止するための種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。例えば、特許文献１では、複数の素子を接続したスナバ装置が提案されている。
特許文献１ 特開２０１６−１４４３４０号公報
特許文献２ 特開２０１２−９５４７３号公報
Conventionally, various techniques for preventing element destruction due to surge voltage have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). For example, Patent Document 1 proposes a snubber device in which a plurality of elements are connected.
Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-144340 Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-954473
しかしながら、複数の素子を接続してスナバ装置を構成する場合には、スナバ装置の組み立てや装着に手間がかかる。 However, when a plurality of elements are connected to form a snubber device, it takes time and effort to assemble and mount the snubber device.
（項目１）
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、半導体モジュールの端子に装着するスナバ装置を構成するスナバモジュールが提供される。スナバモジュールは、半導体モジュールの正側端子に接続される正側スナバ端子および半導体モジュールの負側端子に接続される負側スナバ端子の間に順に接続される、正側コンデンサ、第１ダイオード、および負側コンデンサを備えてよい。スナバモジュールは、正側コンデンサおよび第１ダイオードの間の第１ノード、および、負側コンデンサおよび第１ダイオードの間の第２ノードのうちの何れか一方のノードに直接または間接に接続される第１連結端子を備えてよい。スナバモジュールは、正側コンデンサ、負側コンデンサおよび第１ダイオードを収容し、正側スナバ端子、負側スナバ端子および第１連結端子が外部接続可能に設けられた筐体を備えてよい。
(Item 1)
In order to solve the above problems, in the first aspect of the present invention, a snubber module constituting a snubber device mounted on a terminal of a semiconductor module is provided. The snubber module is sequentially connected between the positive snubber terminal connected to the positive terminal of the semiconductor module and the negative snubber terminal connected to the negative terminal of the semiconductor module, the positive capacitor, the first diode, and A negative capacitor may be provided. The snubber module is directly or indirectly connected to the first node between the positive capacitor and the first diode and one of the second nodes between the negative capacitor and the first diode. It may be provided with one connecting terminal. The snubber module may include a positive side capacitor, a negative side capacitor, and a first diode, and may include a housing in which a positive side snubber terminal, a negative side snubber terminal, and a first connection terminal are provided so as to be externally connectable.
（項目２）
スナバモジュールは、一方のノードと、第１連結端子との間に設けられ負側端子の側から正側端子の側に電流を流す第２ダイオードをさらに備えてよい。
(Item 2)
The snubber module may further include a second diode provided between one node and the first connecting terminal to allow current to flow from the negative terminal side to the positive terminal side.
（項目３）
スナバモジュールは、第１ノード、および、第２ノードのうち一方のノードとは異なる他方のノードに直接または間接に接続される第２連結端子をさらに備えてよい。
(Item 3)
The snubber module may further include a first node and a second connecting terminal that is directly or indirectly connected to the other node, which is different from one of the second nodes.
（項目４）
スナバモジュールは、他方のノードと、第２連結端子との間に設けられ負側端子の側から正側端子の側に電流を流す第３ダイオードをさらに備えてよい。
(Item 4)
The snubber module may further include a third diode provided between the other node and the second connecting terminal to allow current to flow from the negative terminal side to the positive terminal side.
（項目５）
第１連結端子および第２連結端子の少なくとも一方は、筐体から電線を介して引き出されてよい。
(Item 5)
At least one of the first connecting terminal and the second connecting terminal may be drawn out from the housing via an electric wire.
（項目６）
スナバモジュールは、一方のノードを挟み、第１ノードおよび第２ノードのうち一方のノードとは異なる他方のノードと、正側スナバ端子または負側スナバ端子とを接続した経路上に設けられ負側端子の側から正側端子の側に電流を流す第４ダイオードをさらに備えてよい。
(Item 6)
The snubber module is provided on a path that sandwiches one node and connects the other node, which is different from one of the first node and the second node, and the positive snubber terminal or the negative snubber terminal, and is provided on the negative side. A fourth diode that allows current to flow from the terminal side to the positive terminal side may be further provided.
（項目７）
本発明の第２の態様においては、スナバ装置が提供される。スナバ装置は、第１の態様のスナバモジュールを少なくとも１つ備えてよい。
(Item 7)
In the second aspect of the present invention, a snubber device is provided. The snubber device may include at least one snubber module of the first aspect.
（項目８）
本発明の第３の態様においては、スナバ装置が提供される。スナバ装置は、項目１または２のスナバモジュールと、項目３から５の何れか１つのスナバモジュールとをそれぞれ少なくとも１つ備えてよい。各スナバモジュールは、第１連結端子および第２連結端子を介して順に接続されてよい。
(Item 8)
In the third aspect of the present invention, a snubber device is provided. The snubber device may include at least one snubber module of item 1 or 2 and at least one snubber module of any one of items 3 to 5. Each snubber module may be connected in order via the first connecting terminal and the second connecting terminal.
（項目９）
スナバ装置は、正側端子側から負側端子側へと電流を流す並列な複数の充電パスを有してよい。スナバ装置は、負側端子側から正側端子側へと電流を流す並列な複数の放電パスを有してよい。各放電パスの配線インダクタンスが、各充電パスの配線インダクタンスよりも大きくてよい。
(Item 9)
The snubber device may have a plurality of parallel charging paths for passing current from the positive terminal side to the negative terminal side. The snubber device may have a plurality of parallel discharge paths for passing a current from the negative terminal side to the positive terminal side. The wiring inductance of each discharge path may be greater than the wiring inductance of each charging path.
（項目１０）
本発明の第４の態様においては、電力変換装置が提供される。電力変換装置は、半導体モジュールを備えてよい。電力変換装置は、第２の態様または第３の態様のスナバ装置を備えてよい。
(Item 10)
In the fourth aspect of the present invention, a power conversion device is provided. The power conversion device may include a semiconductor module. The power conversion device may include a snubber device of a second or third aspect.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The outline of the above invention does not list all the necessary features of the present invention. Subcombinations of these feature groups can also be inventions.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the inventions claimed in the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means of solving the invention.
［１．半導体装置１の回路構成］
図１は、本実施形態に係る半導体装置１の回路図である。半導体装置１は電力変換装置の一例であり、直流電力を多相（本実施形態では一例として３相）交流電力に変換する。半導体装置１は、コンデンサ１０の各電極と電源出力端子１９との接続を切り替えることで変換した電圧を電源出力端子１９から出力する。なお、出力される交流電流の帰路は他の相の電源出力端子１９であってよい。電源出力端子１９には誘導負荷（図示せず）が接続されてよい。半導体装置１は、コンデンサ１０と、１または複数（本実施形態では一例として相ごとに１つずつの計３つ）のスイッチ回路３と、スナバ回路２とを備える。なお、半導体装置１は直流電力を単相交流電力に変換してもよい。この場合に半導体装置１は、スイッチ回路３を１つのみ備え、直列接続された２つのコンデンサ１０を備えてよく、電源出力端子１９から出力される交流電流の帰路をコンデンサ１０の中点としてよい。
[1. Circuit configuration of semiconductor device 1]
FIG. 1 is a circuit diagram of the semiconductor device 1 according to the present embodiment. The semiconductor device 1 is an example of a power conversion device, and converts DC power into multi-phase (three-phase as an example in this embodiment) AC power. The semiconductor device 1 outputs the converted voltage from the power supply output terminal 19 by switching the connection between each electrode of the capacitor 10 and the power supply output terminal 19. The return path of the output alternating current may be the power output terminal 19 of another phase. An inductive load (not shown) may be connected to the power output terminal 19. The semiconductor device 1 includes a capacitor 10, one or a plurality of switch circuits 3 (in this embodiment, one for each phase, for a total of three), and a snubber circuit 2. The semiconductor device 1 may convert DC power into single-phase AC power. In this case, the semiconductor device 1 may include only one switch circuit 3 and two capacitors 10 connected in series, and the return path of the alternating current output from the power output terminal 19 may be the midpoint of the capacitor 10. ..
コンデンサ１０は、直流電源として機能する。コンデンサ１０の正極には正側電源線１０１が接続され、負極には負側電源線１０２が接続される。正側電源線１０１および負側電源線１０２には、その配線長に応じて配線インダクタンス１０１１が存在しうる。なお、図１では１つのコンデンサ１０が図示されているが、直列または並列に接続された複数のコンデンサ１０が半導体装置１に具備されてもよい。コンデンサ１０は、正側電源線１０１および負側電源線１０２の間の電圧を平滑化する平滑コンデンサでもよい。この場合には、正側電源線１０１および負側電源線１０２の間には、図示しない電源がさらに接続されてもよい。 The capacitor 10 functions as a DC power supply. A positive power supply line 101 is connected to the positive electrode of the capacitor 10, and a negative power supply line 102 is connected to the negative electrode. The wiring inductance 1011 may exist in the positive power supply line 101 and the negative power supply line 102 depending on the wiring length thereof. Although one capacitor 10 is shown in FIG. 1, a plurality of capacitors 10 connected in series or in parallel may be provided in the semiconductor device 1. The capacitor 10 may be a smoothing capacitor that smoothes the voltage between the positive power line 101 and the negative power line 102. In this case, a power supply (not shown) may be further connected between the positive power supply line 101 and the negative power supply line 102.
［１．１．スイッチ回路３］
各スイッチ回路３は、スイッチング素子１１、１２および環流ダイオード１３，１４を有する。
[1.1. Switch circuit 3]
Each switch circuit 3 has switching elements 11 and 12 and recirculation diodes 13 and 14.
スイッチング素子１１，１２は、スイッチング素子１１を正側、スイッチング素子１２を負側として正側電源線１０１および負側電源線１０２の間に直列に接続されている。スイッチング素子１１，１２は、半導体装置１における上アームおよび下アームを構成してよい。 The switching elements 11 and 12 are connected in series between the positive power supply line 101 and the negative power supply line 102 with the switching element 11 on the positive side and the switching element 12 on the negative side. The switching elements 11 and 12 may form an upper arm and a lower arm in the semiconductor device 1.
スイッチング素子１１，１２は、それぞれ正側電源線１０１の側にドレイン端子が接続され、負側電源線１０２の側にソース端子が接続される。スイッチング素子１１，１２のゲート端子には、図示しないゲート駆動回路が接続され、スイッチング素子１１，１２のオン／オフを制御する。例えば、スイッチング素子１１，１２は、両方がオフとなるデッドタイムを挟んで択一的に接続状態となるよう制御されてよい。スイッチング素子１１，１２はＰＷＭ方式で制御されてよい。スイッチング素子１１およびスイッチング素子１２の中点には電源出力端子１９が接続される。 The switching elements 11 and 12 have drain terminals connected to the positive power supply line 101 and source terminals connected to the negative power supply line 102, respectively. A gate drive circuit (not shown) is connected to the gate terminals of the switching elements 11 and 12 to control on / off of the switching elements 11 and 12. For example, the switching elements 11 and 12 may be controlled so as to be selectively connected with a dead time when both are turned off. The switching elements 11 and 12 may be controlled by the PWM method. A power output terminal 19 is connected to the midpoint between the switching element 11 and the switching element 12.
スイッチング素子１１，１２は、シリコンを基材としたシリコン半導体素子でもよいし、ワイドバンドギャップ半導体素子でもよい。ワイドバンドギャップ半導体素子とは、シリコン半導体素子よりもバンドギャップが大きい半導体素子であり、例えばＳｉＣ、ＧａＮ、ダイヤモンド、窒化ガリウム系材料、酸化ガリウム系材料、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、または、ＺｎＯなどを含む半導体素子である。なお、スイッチング素子１１，１２はＭＯＳＦＥＴでもよいし、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタなど、他構造の半導体素子でもよい。 The switching elements 11 and 12 may be silicon semiconductor elements based on silicon or wide bandgap semiconductor elements. A wide bandgap semiconductor device is a semiconductor device having a larger bandgap than a silicon semiconductor device, and is a semiconductor containing, for example, SiC, GaN, diamond, gallium nitride based material, gallium oxide based material, AlN, AlGaN, or ZnO. It is an element. The switching elements 11 and 12 may be MOSFETs or semiconductor elements having other structures such as IGBTs and bipolar transistors.
環流ダイオード１３，１４は、正側電源線１０１の側がカソードとなるようスイッチング素子１１，１２に逆並列に接続される。環流ダイオード１３，１４は、ショットキーバリアダイオードでもよい。また、環流ダイオード１３，１４は、スイッチング素子１１，１２のボディダイオードでもよい。環流ダイオード１３，１４は、シリコン半導体素子でもよいし、ワイドバンドギャップ半導体素子でもよい。 The recirculation diodes 13 and 14 are connected in antiparallel to the switching elements 11 and 12 so that the side of the positive power supply line 101 serves as a cathode. The recirculation diodes 13 and 14 may be Schottky barrier diodes. Further, the recirculation diodes 13 and 14 may be body diodes of the switching elements 11 and 12. The recirculation diodes 13 and 14 may be a silicon semiconductor element or a wide bandgap semiconductor element.
各スイッチ回路３は、半導体モジュール５としてモジュール化されてよい。この場合には、正側のスイッチング素子１１のドレイン端子が半導体モジュール５の正側端子５１であってよく、負側のスイッチング素子１２のソース端子が半導体モジュール５の負側端子５２であってよい。 Each switch circuit 3 may be modularized as a semiconductor module 5. In this case, the drain terminal of the switching element 11 on the positive side may be the positive terminal 51 of the semiconductor module 5, and the source terminal of the switching element 12 on the negative side may be the negative terminal 52 of the semiconductor module 5. ..
［１．２．スナバ回路２］
スナバ回路２は、スイッチング素子１１，１２が電流を遮断した場合に生じるサージ電圧を吸収して半導体装置１の各素子を保護する。スナバ回路２は、半導体モジュール５の正側端子５１，負側端子５２に装着されるスナバ装置７として実装されてよい。
[1.2. Snubber circuit 2]
The snubber circuit 2 protects each element of the semiconductor device 1 by absorbing the surge voltage generated when the switching elements 11 and 12 cut off the current. The snubber circuit 2 may be mounted as a snubber device 7 mounted on the positive terminal 51 and the negative terminal 52 of the semiconductor module 5.
スナバ回路２は、並列なｎ個の充電パス２１と、並列なｎ＋１個の放電パス２２とを有する。なお、個数ｎは１以上の整数であり、本実施形態では一例として３である。また、本実施形態では一例として、３つの充電パス２１を図の左側から順に第１の充電パス２１（１），第２の充電パス２１（２），第３の充電パス２１（３）として説明する。また、４つの放電パス２２を図の左側から順に第１の放電パス２２（１），第２の放電パス２２（２），第３の放電パス２２（３），第４の放電パス２２（４）として説明する。 The snubber circuit 2 has n parallel charging paths 21 and n + 1 parallel discharging paths 22. The number n is an integer of 1 or more, and is 3 as an example in this embodiment. Further, in the present embodiment, as an example, the three charging paths 21 are designated as the first charging path 21 (1), the second charging path 21 (2), and the third charging path 21 (3) in order from the left side of the drawing. explain. Further, the four discharge paths 22 are arranged in order from the left side of the figure by the first discharge path 22 (1), the second discharge path 22 (2), the third discharge path 22 (3), and the fourth discharge path 22 ( This will be described as 4).
各充電パス２１は、正側端子５１および負側端子５２の間に直列に順に接続される正側コンデンサ２１１、充電パス用ダイオード２１２、および負側コンデンサ２１３を有する。正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３は、それぞれスナバコンデンサとして機能するものであり、スイッチング素子１１，１２の駆動時に生じる瞬時的なサージ電圧（一例として１０ｎｓより大きく１０μｓ未満の期間で素子に印加されるサージ電圧）を吸収してよい。例えば正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３は、１００ｋＨｚより大きく１００ＭＨｚ未満の振動を抑えてよい。正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３は、一例としてフィルムコンデンサまたは積層セラミックコンデンサであってよい。 Each charging path 21 has a positive capacitor 211, a charging path diode 212, and a negative capacitor 213, which are sequentially connected in series between the positive terminal 51 and the negative terminal 52. The positive side capacitor 211 and the negative side capacitor 213 function as snubber capacitors, respectively, and an instantaneous surge voltage generated when the switching elements 11 and 12 are driven (for example, applied to the element in a period larger than 10 ns and less than 10 μs). Surge voltage) may be absorbed. For example, the positive capacitor 211 and the negative capacitor 213 may suppress vibrations larger than 100 kHz and less than 100 MHz. The positive side capacitor 211 and the negative side capacitor 213 may be, for example, a film capacitor or a monolithic ceramic capacitor.
充電パス用ダイオード２１２は、正側端子５１の側にアノードを向け、負側端子５２の側にカソードを向けて配設される。これにより、各充電パス２１は正側端子５１側から負側端子５２側へと電流を流す。 The charging path diode 212 is arranged with the anode facing the positive terminal 51 and the cathode facing the negative terminal 52. As a result, each charging path 21 causes a current to flow from the positive terminal 51 side to the negative terminal 52 side.
各放電パス２２は、放電パス用ダイオード２２１を有する。放電パス用ダイオード２２１は、負側端子５２またはｎ個の充電パス２１のうち第Ｎの充電パス２１（但しＮは０≦Ｎ≦ｎの整数）における負側コンデンサ２１３と、ｎ個の充電パス２１のうち第Ｎ＋１の充電パス２１における正側コンデンサ２１１または正側端子５１と、の間に接続される。例えば、第１の放電パス２２（１）の放電パス用ダイオード２２１は、負側端子５２と、第１の充電パス２１（１）の正側コンデンサ２１１との間に接続される。第２の放電パス２２（２）の放電パス用ダイオード２２１は、第１の充電パス２１（１）の負側コンデンサ２１３と、第２の充電パス２１（２）の正側コンデンサ２１１との間に接続される。第３の放電パス２２（３）の放電パス用ダイオード２２１は、第２の充電パス２１（２）の負側コンデンサ２１３と、第３の充電パス２１（３）の正側コンデンサ２１１との間に接続される。第４の放電パス２２（４）の放電パス用ダイオード２２１は、第３の充電パス２１（３）の負側コンデンサ２１３と、正側端子５１との間に接続される。放電パス用ダイオード２２１は、第Ｎの充電パス２１（Ｎ）または負側端子５２の側にアソードを向け、第Ｎ＋１の充電パス２１（Ｎ＋１）または正側端子５１の側にカソードを向けて配設される。これにより、各放電パス２２は、負側コンデンサ２１３および正側コンデンサ２１１の少なくとも一方を介して負側端子５２側から正側端子５１側へと電流を流す。 Each discharge path 22 has a discharge path diode 221. The discharge path diode 221 includes the negative capacitor 213 in the Nth charging path 21 (where N is an integer of 0 ≦ N ≦ n) of the negative terminals 52 or n charging paths 21 and n charging paths. Of 21, it is connected between the positive side capacitor 211 or the positive side terminal 51 in the N + 1 charging path 21. For example, the discharge path diode 221 of the first discharge path 22 (1) is connected between the negative terminal 52 and the positive capacitor 211 of the first charge path 21 (1). The discharge path diode 221 of the second discharge path 22 (2) is located between the negative side capacitor 213 of the first charge path 21 (1) and the positive side capacitor 211 of the second charge path 21 (2). Connected to. The discharge path diode 221 of the third discharge path 22 (3) is located between the negative side capacitor 213 of the second charge path 21 (2) and the positive side capacitor 211 of the third charge path 21 (3). Connected to. The discharge path diode 221 of the fourth discharge path 22 (4) is connected between the negative side capacitor 213 of the third charge path 21 (3) and the positive side terminal 51. The discharge path diode 221 is arranged with the anode facing the Nth charging path 21 (N) or the negative terminal 52 and the cathode facing the N + 1 charging path 21 (N + 1) or the positive terminal 51. It will be installed. As a result, each discharge path 22 causes a current to flow from the negative terminal 52 side to the positive terminal 51 side via at least one of the negative side capacitor 213 and the positive side capacitor 211.
［１．３．スナバ回路２の動作］
続いて、スナバ回路２の動作について説明する。なお、本実施形態では、説明の簡略化のため、１つのスイッチング素子１１が駆動される場合について説明する。
[1.3. Operation of snubber circuit 2]
Subsequently, the operation of the snubber circuit 2 will be described. In this embodiment, a case where one switching element 11 is driven will be described for simplification of the description.
まず、スイッチング素子１１がオン、スイッチング素子１２がオフの状態から、スイッチング素子１１がターンオフされる場合の動作について説明する。スイッチング素子１１がオン、スイッチング素子１２がオフの状態では、出力電流は、コンデンサ１０、正側電源線１０１、スイッチング素子１１、および、電源出力端子１９の経路で流れる。このとき、配線インダクタンス１０１１には出力電流が流れてエネルギーが蓄積される。 First, the operation when the switching element 11 is turned off from the state where the switching element 11 is on and the switching element 12 is off will be described. When the switching element 11 is on and the switching element 12 is off, the output current flows through the path of the capacitor 10, the positive power supply line 101, the switching element 11, and the power supply output terminal 19. At this time, an output current flows through the wiring inductance 1011 and energy is stored.
図２は、この状態からスイッチング素子１１がターンオフされた場合の電流の流れを示す。なお、図中の破線の矢印は電流の流れを示し、実線の矢印はコンデンサ１０、正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３の電圧を示す。 FIG. 2 shows the current flow when the switching element 11 is turned off from this state. The broken line arrow in the figure indicates the current flow, and the solid line arrow indicates the voltage of the capacitor 10, the positive side capacitor 211, and the negative side capacitor 213.
スイッチング素子１１がターンオフされると、出力電流は転流して、コンデンサ１０および正側電源線１０１から各充電パス２１の正側コンデンサ２１１、充電パス用ダイオード２１２および負側コンデンサ２１３に流れ、環流ダイオード１４を介して電源出力端子１９から出力される。これにより、配線インダクタンス１０１１の電流エネルギーは、充電パス２１の正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３の充電により吸収される。そして、出力電流は最終的に、コンデンサ１０、負側電源線１０２、環流ダイオード１４、および、電源出力端子１９の経路に全て転流する。これにより、スイッチング素子１１のターンオフ動作に伴う転流が完了する。 When the switching element 11 is turned off, the output current is commutated and flows from the capacitor 10 and the positive power supply line 101 to the positive capacitor 211 of each charging path 21, the charging path diode 212 and the negative capacitor 213, and the recirculation diode. It is output from the power output terminal 19 via 14. As a result, the current energy of the wiring inductance 1011 is absorbed by charging the positive side capacitor 211 and the negative side capacitor 213 of the charging path 21. Finally, the output current is all transferred to the paths of the capacitor 10, the negative power supply line 102, the recirculation diode 14, and the power supply output terminal 19. As a result, the commutation associated with the turn-off operation of the switching element 11 is completed.
図３は、スイッチング素子１１のターンオフ動作が完了した状態から、あらためてスイッチング素子１１がターンオンされた場合の電流の流れを示す。 FIG. 3 shows the current flow when the switching element 11 is turned on again from the state where the turn-off operation of the switching element 11 is completed.
あらためてスイッチング素子１１がターンオンされると、コンデンサ１０、負側電源線１０２、環流ダイオード１４、および、電源出力端子１９の経路に流れていた出力電流は、コンデンサ１０、負側電源線１０２、各放電パス２２の放電パス用ダイオード２２１、スイッチング素子１１、および、電源出力端子１９の経路に転流し、このとき放電パス用ダイオード２２１のアノード側／カソード側の正側コンデンサ２１１および／または負側コンデンサ２１３に蓄えられていたターンオフ動作時のエネルギーが放出される。そして、出力電流は最終的にコンデンサ１０、正側電源線１０１、スイッチング素子１１、および、電源出力端子１９の経路に全て転流する。これにより、スイッチング素子１１のターンオン動作に伴う転流が完了する。 When the switching element 11 is turned on again, the output current flowing through the paths of the capacitor 10, the negative power supply line 102, the recirculation diode 14, and the power supply output terminal 19 is reduced to the capacitor 10, the negative power supply line 102, and each discharge. It is commutated to the path of the discharge path diode 221 of the path 22, the switching element 11, and the power supply output terminal 19, and at this time, the positive side capacitor 211 and / or the negative side capacitor 213 of the anode side / cathode side of the discharge path diode 221 The energy stored in the diode during the turn-off operation is released. Finally, the output current is all transferred to the paths of the capacitor 10, the positive power supply line 101, the switching element 11, and the power supply output terminal 19. As a result, the commutation associated with the turn-on operation of the switching element 11 is completed.
ここで、スイッチング素子１１のターンオフ及びターンオンの動作時における正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３の電圧について説明する。ターンオフ動作時における各充電パス２１の正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３の電圧の関係は、以下の式（１）で表される。但し、式中、Ｅはコンデンサ１０の電圧、Ｖｄｃ−ｏｆｆはターンオフ動作時の正側端子５１および負側端子５２の間の端子間電圧である。また、Ｖｐ（１）〜Ｖｐ（３）は第１の充電パス２１（１）〜第３の充電パス２１（３）における正側コンデンサ２１１の電圧である。また、Ｖｎ（１）〜Ｖｎ（３）は第１の充電パス２１（１）〜第３の充電パス２１（３）における負側コンデンサ２１３の電圧である。 Here, the voltages of the positive side capacitor 211 and the negative side capacitor 213 during the turn-off and turn-on operations of the switching element 11 will be described. The relationship between the voltages of the positive capacitor 211 and the negative capacitor 213 of each charging path 21 during the turn-off operation is expressed by the following equation (1). However, in the equation, E is the voltage of the capacitor 10, and V dc-off is the voltage between the terminals 51 and the negative terminal 52 during the turn -off operation. Further, V p (1) to V p (3) are voltages of the positive capacitor 211 in the first charging path 21 (1) to the third charging path 21 (3). Further, V n (1) to V n (3) are voltages of the negative capacitor 213 in the first charging path 21 (1) to the third charging path 21 (3).
Ｅ≦（Ｖｐ（１）＋Ｖｎ（１））
＝（Ｖｐ（２）＋Ｖｎ（２））
＝（Ｖｐ（３）＋Ｖｎ（３））
＝Ｖｄｃ−ｏｆｆ …（１）
E ≦ (V p (1) + V n (1))
= (V p (2) + V n (2))
= (V p (3) + V n (3))
= V dc-off ... (1)
また、ターンオン動作時における各充電パス２１の正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３の電圧の関係は、以下の式（２）で表される。但し、式中、Ｖｄｃ−ｏｎはターンオン動作時の正側端子５１および負側端子５２の間の端子間電圧である。 Further, the relationship between the voltages of the positive capacitor 211 and the negative capacitor 213 of each charging path 21 during the turn-on operation is expressed by the following equation (2). However, in the equation, V dc-on is the terminal voltage between the positive terminal 51 and the negative terminal 52 during the turn -on operation.
Ｅ≧Ｖｐ（１）
＝（Ｖｎ（１）＋Ｖｐ（２））
＝（Ｖｎ（２）＋Ｖｐ（３））
＝Ｖｎ（３）
＝Ｖｄｃ−ｏｎ …（２）
E ≧ V p (1)
= (V n (1) + V p (2))
= (V n (2) + V p (3))
= V n (3)
= V dc-on ... (2)
式（１）及び式（２）により、各正側コンデンサ２１１および各負側コンデンサ２１３の電圧の関係は以下の式（３）で表される（図２、図３に図示した電圧も参照）。但し、式中、Ｖｄｃは定常時の正側端子５１および負側端子５２の間の端子間電圧である。 According to the equations (1) and (2), the relationship between the voltages of the positive capacitors 211 and the negative capacitors 213 is expressed by the following equation (3) (see also the voltages shown in FIGS. 2 and 3). .. However, in the equation, Vdc is the voltage between terminals between the positive terminal 51 and the negative terminal 52 in the steady state.
Ｅ＝Ｖｄｃ≒Ｖｐ（１）
＝Ｖｎ（３）
＝１．５×Ｖｐ（２）
＝１．５×Ｖｎ（２）
＝３×Ｖｎ（１）
＝３×Ｖｐ（３） …（３）
E = V dc ≒ V p (1)
= V n (3)
= 1.5 x V p (2)
= 1.5 x V n (2)
= 3 × V n (1)
= 3 × V p (3)… (3)
式（３）より、コンデンサ電流が遮断される場合の各充電パス２１における充電電圧（図３では一例として４Ｅ／３）は、放電パス２２のそれぞれにおける放電電圧（図３では一例としてＥ）よりも高いことがわかる。なお、出力電流が逆向きの場合でのスイッチング素子１２のターンオンおよびターンオフ動作においても、回路の対称性より同様の効果が得られるため、詳細な説明は省略する。 From the formula (3), the charging voltage in each charging path 21 (4E / 3 as an example in FIG. 3) when the capacitor current is cut off is from the discharging voltage in each of the discharging paths 22 (E as an example in FIG. 3). It turns out that it is also expensive. Since the same effect can be obtained from the symmetry of the circuit in the turn-on and turn-off operations of the switching element 12 when the output current is in the opposite direction, detailed description thereof will be omitted.
以上の半導体装置１におけるスナバ回路２によれば、正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３を有するｎ個の並列な充電パス２１が具備される。従って、半導体モジュール５によって電流が遮断されると、配線インダクタンス１０１１に蓄積されたエネルギーは各充電パス２１を通って正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３を正側端子５１および負側端子５２の間の電圧よりも高い電圧に充電する。これにより、サージ電圧による素子破壊が防止される。 According to the snubber circuit 2 in the semiconductor device 1 described above, n parallel charging paths 21 having a positive capacitor 211 and a negative capacitor 213 are provided. Therefore, when the current is cut off by the semiconductor module 5, the energy stored in the wiring inductance 1011 passes through each charging path 21 between the positive side capacitor 211 and the negative side capacitor 213 between the positive side terminal 51 and the negative side terminal 52. Charge to a voltage higher than the voltage of. As a result, element destruction due to surge voltage is prevented.
また、スナバ回路２には、負側コンデンサ２１３および正側コンデンサ２１１の少なくとも一方を介して負側端子５２側から正側端子５１側へと電流を流すｎ＋１個の放電パス２２が具備される。従って、半導体モジュール５によって電流が流されると、正側コンデンサ２１１や負側コンデンサ２１３に蓄積されたエネルギーが放電され、各放電パス２２の放電電圧は正側端子５１および負側端子５２の間の電圧まで低下する。 Further, the snubber circuit 2 is provided with n + 1 discharge paths 22 for passing a current from the negative terminal 52 side to the positive terminal 51 side via at least one of the negative side capacitor 213 and the positive side capacitor 211. Therefore, when a current is passed through the semiconductor module 5, the energy stored in the positive side capacitor 211 and the negative side capacitor 213 is discharged, and the discharge voltage of each discharge path 22 is between the positive side terminal 51 and the negative side terminal 52. It drops to voltage.
ここで、電流が遮断される場合のｎ個の充電パス２１のそれぞれにおける充電電圧は、放電パス２２のそれぞれにおける放電電圧よりも高いため、電流が遮断されて充電パス２１を充電したエネルギーは、放電パス２２によって放電されても充電パス２１をさらに充電することができない。従って、電流が遮断される場合に正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３を充電したエネルギーは、配線インダクタンス１０１１と正側コンデンサ２１１や負側コンデンサ２１３との共振動作により充放電されて回路損失として消費されることなく正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３に蓄えられて回生される。これにより、共振動作による回路損失が低減される。 Here, since the charging voltage in each of the n charging paths 21 when the current is cut off is higher than the discharging voltage in each of the discharging paths 22, the energy for charging the charging path 21 when the current is cut off is Even if the battery is discharged by the discharge path 22, the charge path 21 cannot be further charged. Therefore, when the current is cut off, the energy charged in the positive capacitor 211 and the negative capacitor 213 is charged and discharged by the resonance operation between the wiring inductance 1011 and the positive capacitor 211 and the negative capacitor 213, and is consumed as circuit loss. It is stored in the positive side capacitor 211 and the negative side capacitor 213 and regenerated without being generated. As a result, the circuit loss due to the resonance operation is reduced.
そして、このように電流遮断時のサージ電圧による素子破壊を防止するとともに、回路損失を低減することができるため、正側端子５１および負側端子５２に接続される配線のインダクタンスの許容量を大きくすることができる。つまり、正側電源線１０１および負側電源線１０２の配線長の自由度を高めることができる。 Since it is possible to prevent element destruction due to surge voltage when the current is cut off and reduce circuit loss, the allowable amount of inductance of the wiring connected to the positive terminal 51 and the negative terminal 52 is increased. can do. That is, the degree of freedom in the wiring length of the positive power supply line 101 and the negative power supply line 102 can be increased.
［２．スナバモジュール７０の回路構成］
図４〜図６は、第１の構成例〜第３の構成例に係るスナバモジュール７０を示す。スナバ装置７は、少なくとも１つのスナバモジュール７０を備えてよい。なお、本実施形態においては、必要に応じ構成例の番号「１」〜「３」を添え字とすることでスナバモジュール７０や、その構成要素を区別して説明する。
[2. Circuit configuration of snubber module 70]
4 to 6 show the snubber module 70 according to the first configuration example to the third configuration example. The snubber device 7 may include at least one snubber module 70. In the present embodiment, the snubber module 70 and its components will be described separately by substituting the numbers "1" to "3" of the configuration example as necessary.
［２−１．構成例（１）］
図４は、第１の構成例に係るスナバモジュール７０１を示す。スナバモジュール７０１は、単独でスナバ装置７に用いられるか、或いは、スナバモジュール７０１〜７０３の何れかの上段側（本実施形態では一例として図中の左側）または下段側（本実施形態では一例として図中の右側）に接続される。
[2-1. Configuration example (1)]
Figure 4 shows the snubber module 70 1 according to the first configuration example. The snubber module 70 1 is used alone in the snubber device 7, or the upper side (left side in the drawing as an example in the present embodiment) or the lower side (the present embodiment) of any one of the snubber modules 70 1 to 70 3 . Then, as an example, it is connected to the right side in the figure).
スナバモジュール７０１は、正側スナバ端子７１と、負側スナバ端子７２と、正側コンデンサ２１１と、第１ダイオード７１１と、負側コンデンサ２１３と、第１連結端子７５１と、第２連結端子７６と、第２ダイオード７１２と、筐体７００とを有する。 Snubber module 70 1 comprises a positive side snubber terminal 71, a negative-side snubber terminal 72, a positive capacitor 211, a first diode 711, a negative-side capacitor 213, a first connection terminal 75 1, the second connecting terminal It has a 76, a second diode 712, and a housing 700.
正側スナバ端子７１は、正側端子５１に接続される。負側スナバ端子７２は、負側端子５２に接続される。 The positive side snubber terminal 71 is connected to the positive side terminal 51. The negative side snubber terminal 72 is connected to the negative side terminal 52.
正側コンデンサ２１１、第１ダイオード７１１、および負側コンデンサ２１３は、正側スナバ端子７１および負側スナバ端子７２の間に順に接続される。正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３は、それぞれスナバコンデンサとして機能する。第１ダイオード７１１は、正側端子５１の側から負側端子５２の側に電流を流してよく、充電パス用ダイオード２１２として機能する。ここで、正側コンデンサ２１１および第１ダイオード７１１の間を第１ノード７２１とし、負側コンデンサ２１３および第１ダイオード７１１の間を第２ノード７２２とする。 The positive capacitor 211, the first diode 711, and the negative capacitor 213 are sequentially connected between the positive snubber terminal 71 and the negative snubber terminal 72. The positive side capacitor 211 and the negative side capacitor 213 function as snubber capacitors, respectively. The first diode 711 may allow a current to flow from the side of the positive terminal 51 to the side of the negative terminal 52, and functions as a charging path diode 212. Here, the first node 721 is between the positive capacitor 211 and the first diode 711, and the second node 722 is between the negative capacitor 213 and the first diode 711.
第１連結端子７５１は、本実施形態においては一例として正側コンデンサ２１１および第１ダイオード７１１の間の第１ノード７２１に直接または間接に接続される。第１連結端子７５１は、負側の連結端子であり、負側端子５２に接続されてもよいし、負側スナバ端子７２に接続されてもよい。また、第１連結端子７５１は、複数のスナバモジュール７０を多段に接続する場合には、他のスナバモジュール７０の連結端子（本実施形態では一例としてスナバモジュール７０２の第１連結端子７５２、または、スナバモジュール７０１の第２連結端子７６）に接続されてもよい。 In the present embodiment, the first connection terminal 75 1 is directly or indirectly connected to the first node 721 between the positive capacitor 211 and the first diode 711 as an example. The first connecting terminal 75 1 is a connecting terminal on the negative side and may be connected to the negative terminal 52 or the negative snubber terminal 72. The first connecting terminal 75 1 is to connect a plurality of snubber module 70 in multiple stages, connecting terminals (first connection terminals 75 of the snubber module 70 2 as an example in the present embodiment 2 of the other snubber module 70 , or it may be connected to the second connecting terminal 76 of the snubber module 70 1).
第２連結端子７６は、本実施形態においては一例として負側コンデンサ２１３および第１ダイオード７１１の間の第２ノード７２２に直接または間接に接続される。第２連結端子７６は、正側の連結端子であり、正側端子５１に接続されてもよいし、正側スナバ端子に接続されてもよい。また、第２連結端子７６は、複数のスナバモジュール７０を多段に接続する場合には、他のスナバモジュール７０の連結端子（本実施形態では一例としてスナバモジュール７０３の第１連結端子７５３、または、スナバモジュール７０１の第１連結端子７５１）に接続されてもよい。なお、第１連結端子７５１や第２連結端子７６が第１ノード７２１や第２ノードに間接に接続されるとは、負側端子５２の側から正側端子５１の側に電流を流すダイオードを介して連結されることであってよい。 In this embodiment, the second connecting terminal 76 is directly or indirectly connected to the second node 722 between the negative capacitor 213 and the first diode 711 as an example. The second connecting terminal 76 is a connecting terminal on the positive side and may be connected to the positive terminal 51 or a snubber terminal on the positive side. Further, when a plurality of snubber modules 70 are connected in multiple stages, the second connecting terminal 76 may be a connecting terminal of another snubber module 70 (in this embodiment, as an example, the first connecting terminal 75 3 of the snubber module 70 3 ). or, it may be connected to the first connecting terminal 75 1) of the snubber module 70 1. When the first connecting terminal 75 1 and the second connecting terminal 76 are indirectly connected to the first node 721 and the second node, a diode that allows a current to flow from the negative terminal 52 side to the positive terminal 51 side. It may be connected via.
第２ダイオード７１２は、第１ノード７２１と、第１連結端子７５１との間に設けられる。第２ダイオード７１２は、負側端子５２の側から正側端子５１の側に電流を流してよく、放電パス用ダイオード２２１として機能する。本実施形態では一例として、第２ダイオード７１２は第１連結端子７５１の側から第１ノード７２１の側に電流を流す。 The second diode 712, the first node 721 is provided between the first connecting terminal 75 1. The second diode 712 may allow a current to flow from the negative terminal 52 side to the positive terminal 51 side, and functions as a discharge path diode 221. As an example in the present embodiment, the second diode 712 current flows from the first connecting terminal 75 1 side to the side of the first node 721.
なお、第２ダイオード７１２は必ずしもスナバモジュール７０１に具備されなくてよい。第２ダイオード７１２は、第１連結端子７５１に外部接続されてもよい。 Note that the second diode 712 thus need not be provided in the snubber module 70 1. The second diode 712 may be externally connected to the first connecting terminal 75 1.
筐体７００は、少なくとも正側コンデンサ２１１、負側コンデンサ２１３および第１ダイオード７１１を収容し、本実施形態では一例としてスナバモジュール７０の各素子を収容する。筐体７００には、少なくとも正側スナバ端子７１、負側スナバ端子７２および第１連結端子７５１が外部接続可能に設けられ、本実施形態では一例としてスナバモジュール７０の各端子が外部接続可能に設けられている。ここで、端子が外部接続可能に設けられるとは、端子が外部に露出されることであってもよいし、外部に引き出されることであってもよい。 The housing 700 accommodates at least the positive side capacitor 211, the negative side capacitor 213, and the first diode 711, and in the present embodiment, houses each element of the snubber module 70 as an example. At least the positive side snubber terminal 71, the negative side snubber terminal 72, and the first connecting terminal 75 1 are provided in the housing 700 so as to be externally connectable. It is provided. Here, the fact that the terminals are provided so as to be externally connectable may mean that the terminals are exposed to the outside or are pulled out to the outside.
［２−２．構成例（２）］
図５は、第２の構成例に係るスナバモジュール７０２を示す。スナバモジュール７０２は、単独でスナバ装置７に用いられるか、或いは、スナバモジュール７０１，７０３の上段側（本実施形態では一例として図中の左側）に接続される。なお、スナバモジュール７０１と同様の構成については適宜、説明を省略する。
[2-2. Configuration example (2)]
Figure 5 shows a snubber module 70 2 according to the second configuration example. The snubber module 70 2, alone or used in the snubber device 7, or the snubber module 70 1, 70 3 of the upper side (in the present embodiment the left side in the figure as an example) is connected to. The same components as the snubber module 70 1 appropriately omitted.
スナバモジュール７０２は、第１連結端子７５２と、第４ダイオード７１４２とを有する。
第１連結端子７５２は、本実施形態では一例として負側コンデンサ２１３および第１ダイオード７１１の間の第２ノード７２２に直接または間接に接続される。この第１連結端子７５２は、正側の連結端子であり、正側端子５１に接続されてよい。また、第１連結端子７５２は、複数のスナバモジュール７０を多段に接続する場合には、他のスナバモジュール７０の負側の連結端子（本実施形態では一例として、スナバモジュール７０１の第１連結端子７５１、または、スナバモジュール７０３の第１連結端子７５３）に接続されてもよい。
The snubber module 70 2 comprises a first connecting terminal 75 2, and a fourth diode 714 2.
In the present embodiment, the first connection terminal 75 2 is directly or indirectly connected to the second node 722 between the negative capacitor 213 and the first diode 711 as an example. The first connecting terminal 75 2 is a connecting terminal on the positive side and may be connected to the positive terminal 51. Further, when a plurality of snubber modules 70 are connected in multiple stages, the first connecting terminal 75 2 is a connecting terminal on the negative side of another snubber module 70 (in this embodiment, as an example, the first of the snubber module 701 1 ). connecting terminals 75 1, or may be connected to a snubber first connection terminal 75 3 of the module 70 3).
第４ダイオード７１４２は、第２ノード７２２を挟み、第１ノード７２１と負側スナバ端子７２とを接続した経路上に設けられる。第４ダイオード７１４２は、負側端子５２の側から正側端子５１の側に電流を流してよく、放電パス用ダイオード２２１として機能する。本実施形態では一例として、第４ダイオード７１４２は、負側端子５２の側から正側コンデンサ２１１の側に電流を流す。 The fourth diode 714 2 is provided on a path that sandwiches the second node 722 and connects the first node 721 and the negative snubber terminal 72. The fourth diode 714 2 may allow a current to flow from the negative terminal 52 side to the positive terminal 51 side, and functions as a discharge path diode 221. In the present embodiment, as an example, the fourth diode 714 2 allows a current to flow from the negative terminal 52 side to the positive capacitor 211 side.
なお、第１連結端子７５２と、その接続元の第２ノード７２２との間には、負側端子５２の側から正側端子５１の側に電流を流す第２ダイオード７１２がさらに設けられてもよい。第１連結端子７５２には第２ダイオード７１２が外部接続されてもよい。 A second diode 712 that allows current to flow from the negative terminal 52 side to the positive terminal 51 side is further provided between the first connection terminal 75 2 and the connection source second node 722. May be good. A second diode 712 may be externally connected to the first connecting terminal 75 2 .
［２−３．構成例（３）］
図６は、第３の構成例に係るスナバモジュール７０３を示す。スナバモジュール７０３は、単独でスナバ装置７に用いられるか、或いは、スナバモジュール７０１，７０２の下段側（本実施形態では一例として図中の右側）に接続される。なお、スナバモジュール７０１，７０２と同様の構成については適宜、説明を省略する。
[2-3. Configuration example (3)]
Figure 6 shows the snubber module 70 3 according to the third configuration example. Snubber module 70 3, alone or used in the snubber device 7, or the snubber module 70 1, 70 2 of the lower side (in the present embodiment the right side in the figure as an example) is connected to. The same components as the snubber module 70 1, 70 2 as appropriate, the description thereof is omitted.
スナバモジュール７０３は、第１連結端子７５３と、第４ダイオード７１４３とを有する。
第１連結端子７５３は、本実施形態では一例として正側コンデンサ２１１および第１ダイオード７１１の間の第１ノード７２１に直接または間接に接続される。本実施形態では一例として、第１連結端子７５３は第２ダイオード７１２を介して第１ノード７２１に間接に接続される。但し、第２ダイオード７１２は必ずしもスナバモジュール７０３に具備されなくてよい。第２ダイオード７１２は、第１連結端子７５３に外部接続されてもよい。
Snubber module 70 3 includes a first connection terminal 75 3, and a fourth diode 714 3.
In the present embodiment, the first connection terminal 75 3 is directly or indirectly connected to the first node 721 between the positive capacitor 211 and the first diode 711 as an example. In the present embodiment, as an example, the first connection terminal 75 3 is indirectly connected to the first node 721 via the second diode 712. However, the second diode 712 thus need not be provided in the snubber module 70 3. The second diode 712 may be externally connected to the first connection terminal 75 3.
第１連結端子７５３は、負側の連結端子であり、負側端子５２に接続されてよい。また、第１連結端子７５３は、複数のスナバモジュール７０を多段に接続する場合には、他のスナバモジュール７０の正側の連結端子（本実施形態では一例として、スナバモジュール７０１の第２連結端子７６、または、スナバモジュール７０２の第１連結端子７５２）に接続されてもよい。 The first connecting terminal 75 3 is a connecting terminal on the negative side and may be connected to the negative terminal 52. Further, when a plurality of snubber modules 70 are connected in multiple stages, the first connecting terminal 75 3 is a connecting terminal on the positive side of another snubber module 70 (as an example in the present embodiment, the second connecting terminal of the snubber module 70 1 ). connection terminal 76, or it may be connected to the first connecting terminal 75 2) of the snubber module 70 2.
第４ダイオード７１４３は、第１ノード７２１を挟み、第２ノード７２２と、正側スナバ端子７１とを接続した経路上に設けられる。第４ダイオード７１４３は、負側端子５２の側から正側端子５１の側に電流を流してよく、放電パス用ダイオード２２１として機能する。本実施形態では一例として、第４ダイオード７１４３は、負側コンデンサ２１３の側から正側端子５１の側に電流を流す。 The fourth diode 714 3 is provided on a path that sandwiches the first node 721 and connects the second node 722 and the positive snubber terminal 71. The fourth diode 714 3 may allow a current to flow from the negative terminal 52 side to the positive terminal 51 side, and functions as a discharge path diode 221. In the present embodiment, as an example, the fourth diode 714 3 allows a current to flow from the negative side capacitor 213 side to the positive side terminal 51 side.
以上のスナバモジュール７０１〜７０３のそれぞれによれば、正側スナバ端子７１および負側スナバ端子７２の間に正側コンデンサ２１１、第１ダイオード７１１、および負側コンデンサ２１３が順に接続される。従って、正側スナバ端子７１を半導体モジュール５の正側端子５１に、負側スナバ端子７２を半導体モジュール５の負側端子５２に接続することで、スナバモジュール７０のそれぞれによって、正側端子５１および負側端子５２から正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３に充電する充電パス２１が形成される。 According to each of the snubber module 70 1-70 3 above, the positive capacitor 211 between the positive snubber terminal 71 and the negative-side snubber terminal 72, the first diode 711 and the negative-side capacitor 213, is connected in this order. Therefore, by connecting the positive side snubber terminal 71 to the positive side terminal 51 of the semiconductor module 5 and the negative side snubber terminal 72 to the negative side terminal 52 of the semiconductor module 5, the positive side terminal 51 and the positive side terminal 51 and each of the snubber modules 70 are connected. A charging path 21 for charging the positive side capacitor 211 and the negative side capacitor 213 from the negative side terminal 52 is formed.
また、第１ノード７２１または第２ノード７２２に接続される第１連結端子７５１〜７５３が外部接続可能に設けられるので、当該第１連結端子７５１〜７５３を正側端子５１や負側端子５２、或いは、他のスナバモジュール７０の第１連結端子７５１〜７５３、第２連結端子７６に接続することで、スナバモジュール７０のそれぞれによって、正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３の少なくとも一方から正側端子５１および負側端子５２に放電する放電パス２２がスナバモジュール７０の個数より多く形成される。 Further, since the first connecting terminals 75 1 to 75 3 connected to the first node 721 or the second node 722 are provided so as to be externally connectable, the first connecting terminals 75 1 to 75 3 can be connected to the positive terminal 51 or negative. By connecting to the side terminal 52 or the first connecting terminals 75 1 to 75 3 and the second connecting terminal 76 of the other snubber module 70, the positive side capacitor 211 and the negative side capacitor 213 can be connected by the snubber module 70, respectively. More discharge paths 22 are formed to discharge from at least one to the positive terminal 51 and the negative terminal 52 than the number of snubber modules 70.
例えば、スナバモジュール７０２を単独で用い、第１連結端子７５２を正側端子５１に接続すると、負側スナバ端子７２から第４ダイオード７１４、正側コンデンサ２１１を順に通る放電パス２２と、負側スナバ端子７２から負側コンデンサ２１３、第１連結端子７５２を順に通る放電パス２２との２つの放電パスが形成される。また、スナバモジュール７０３を単独で用い、第１連結端子７５３を負側端子５２に接続すると、負側スナバ端子７２から負側コンデンサ２１３、第４ダイオード７１４を順に通る放電パス２２と、第１連結端子７５３から第２ダイオード７１２、正側コンデンサ２１１を順に通る放電パス２２との２つの放電パスが形成される。 For example, using the snubber module 70 2 alone, when the first connecting terminal 75 2 is connected to the positive terminal 51, a discharge path 22 from the negative snubber terminal 72 through the fourth diode 714, the positive capacitor 211 in this order, negative negative capacitor 213 from the side snubber terminal 72, two discharge paths between the discharge path 22 through the first connecting terminal 75 2 in order is formed. Further, using the snubber module 70 3 alone, when connecting the first connection terminal 75 3 to the negative terminal 52, the negative-side capacitor 213 from the negative snubber terminal 72, a discharge path 22 through the fourth diode 714 in this order, the first connection terminal 75 3 of the second diode 712, two discharge paths between the discharge path 22 through the positive capacitor 211 in this order is formed.
従って、１または複数のスナバモジュール７０によってスナバ回路２を構成することができる。よって、複数の素子が接続されたスナバ回路２を容易に組み立てて装着することができる。 Therefore, the snubber circuit 2 can be configured by one or more snubber modules 70. Therefore, the snubber circuit 2 to which a plurality of elements are connected can be easily assembled and mounted.
また、第１ダイオード７１１は、正側端子５１の側から負側端子５２の側に電流を流すので、半導体モジュール５により電流が遮断されるときに充電パス２１に電流を流し、半導体モジュール５により電流が流されるときに充電パス２１を遮断することができる。 Further, since the first diode 711 causes a current to flow from the side of the positive terminal 51 to the side of the negative terminal 52, a current is passed through the charging path 21 when the current is cut off by the semiconductor module 5, and the semiconductor module 5 causes the current to flow. The charging path 21 can be cut off when a current is passed.
また、負側端子５２の側から正側端子５１の側に電流を流す第２ダイオード７１２が第１ノード７２１と、第１連結端子７５との間に設けられるので、半導体モジュール５により電流が流されるときに放電パス２２に電流を流し、半導体モジュール５により電流が遮断されるときに充電パス２１を遮断することができる。 Further, since the second diode 712 that allows current to flow from the negative terminal 52 side to the positive terminal 51 side is provided between the first node 721 and the first connection terminal 75, the semiconductor module 5 allows current to flow. A current can be passed through the discharge path 22 at that time, and the charge path 21 can be cut off when the current is cut off by the semiconductor module 5.
また、スナバモジュール７０１には第２ノード７２２に直接または間接に接続される第２連結端子７６が具備されるので、当該第２連結端子７６を他のスナバモジュール７０１，７０３の第１連結端子７５と接続することで、任意の数のスナバモジュール７０を多段に連結してスナバ装置７を構成することができる。 Further, since the snubber module 70 1 second connecting terminal 76 is provided which is connected directly or indirectly to the second node 722, first the second connecting terminal 76 of the other snubber module 70 1, 70 3 By connecting to the connecting terminal 75, an arbitrary number of snubber modules 70 can be connected in multiple stages to form the snubber device 7.
また、スナバモジュール７０２には、第２ノード７２２を挟み、第１ノード７２１と負側スナバ端子７２とを接続した経路上に設けられ負側端子５２の側から正側端子５１の側に電流を流す第４ダイオード７１４２が具備され、スナバモジュール７０３には、第１ノード７２１を挟み、第２ノード７２２と、正側スナバ端子７１とを接続した経路上に設けられ負側端子５２の側から正側端子５１の側に電流を流す第４ダイオード７１４３が具備される。従って、半導体モジュール５により電流が流されるときに放電パス２２に電流を流し、半導体モジュール５により電流が遮断されるときに充電パス２１を遮断することができる。 Also, the snubber module 70 2, sandwiching the second node 722, the current from the side of the negative terminal 52 provided on a path that connects the first node 721 and the negative snubber terminal 72 on the side of the positive terminal 51 is provided the fourth diode 714 2 flowing in the snubber module 70 3 sandwich the first node 721, second node 722, the negative terminal 52 provided on a path which connects the positive snubber terminal 71 A fourth diode 714 3 that allows a current to flow from the side to the side of the positive terminal 51 is provided. Therefore, the current can be passed through the discharge path 22 when the current is passed by the semiconductor module 5, and the charge path 21 can be cut off when the current is cut off by the semiconductor module 5.
［２−４．スナバモジュール７０の外観構成］
図７は、スナバモジュール７０１〜７０３の外観を示す。なお、図中の上部分，下部分はスナバモジュール７０を別々の方向から見た外観構成を示す。本実施形態では一例として図中の上部分はスナバモジュール７０を側方から見た外観を示し、図中の下部分はスナバモジュール７０を上方から見た外観を示す。
[2-4. Appearance configuration of snubber module 70]
Figure 7 shows the appearance of the snubber module 70 1-70 3. The upper part and the lower part in the figure show the appearance configuration of the snubber module 70 as viewed from different directions. In the present embodiment, as an example, the upper part in the figure shows the appearance of the snubber module 70 viewed from the side, and the lower part in the figure shows the appearance of the snubber module 70 seen from above.
各スナバモジュール７０は、扁平な直方体状の筐体７００を有しており、少なくとも正側コンデンサ２１１、第１ダイオード７１１および負側コンデンサ２１３を筐体７００の内部に有し、正側スナバ端子７１、負側スナバ端子７２、第１連結端子７５を筐体７００の外部に有する。また、スナバモジュール７０１は、第２連結端子７６をさらに有する。 Each snubber module 70 has a flat rectangular parallelepiped housing 700, has at least a positive side capacitor 211, a first diode 711, and a negative side capacitor 213 inside the housing 700, and has a positive side snubber terminal 71. , The negative side snubber terminal 72 and the first connecting terminal 75 are provided outside the housing 700. Also, the snubber module 70 1 further comprises a second connection terminal 76.
このうち正側スナバ端子７１および負側スナバ端子７２は、筐体７００の一側面から突出して設けられている。正側スナバ端子７１と、負側スナバ端子７２との間隔は、半導体モジュール５における正側端子５１および負側端子５２の間隔と等しくてよい。正側スナバ端子７１および負側スナバ端子７２は、筐体７００の中心点よりも半導体モジュール５に近い側（本実施形態では一例として、図中上部に示した側面図における下側）に設けられてよい。 Of these, the positive side snubber terminal 71 and the negative side snubber terminal 72 are provided so as to project from one side surface of the housing 700. The distance between the positive side snubber terminal 71 and the negative side snubber terminal 72 may be equal to the distance between the positive side terminal 51 and the negative side terminal 52 in the semiconductor module 5. The positive side snubber terminal 71 and the negative side snubber terminal 72 are provided on the side closer to the semiconductor module 5 than the center point of the housing 700 (as an example in this embodiment, the lower side in the side view shown in the upper part of the drawing). You can.
正側スナバ端子７１および負側スナバ端子７２は、ネジを挿通させる孔部７８を有してよい。孔部７８は切欠部であってもよい。 The positive side snubber terminal 71 and the negative side snubber terminal 72 may have a hole 78 through which a screw is inserted. The hole 78 may be a notch.
第１連結端子７５および第２連結端子７６は、筐体７００の側面のうち、正側スナバ端子７１および負側スナバ端子７２とは別の一側面から突出して設けられている。第１連結端子７５および第２連結端子７６は、筐体７００の中心点よりも半導体モジュール５から遠い側（本実施形態では一例として、図中上部に示した側面図における上側）に設けられてよい。これにより、第１連結端子７５２および第１連結端子７５１の間や、第２連結端子７６および第１連結端子７５３の間を接続する場合に正側スナバ端子７１や負側スナバ端子７２との干渉を防止することができる。 The first connecting terminal 75 and the second connecting terminal 76 are provided so as to project from one side surface of the housing 700, which is different from the positive side snubber terminal 71 and the negative side snubber terminal 72. The first connecting terminal 75 and the second connecting terminal 76 are provided on the side farther from the semiconductor module 5 than the center point of the housing 700 (in the present embodiment, as an example, the upper side in the side view shown in the upper part of the drawing). Good. As a result, when connecting between the first connecting terminal 75 2 and the first connecting terminal 75 1 or between the second connecting terminal 76 and the first connecting terminal 75 3 , the positive side snubber terminal 71 and the negative side snubber terminal 72 It is possible to prevent interference with.
第１連結端子７５および第２連結端子７６は、ネジを挿通させる孔部７８を有してよい。孔部７８は切欠部であってもよい。 The first connecting terminal 75 and the second connecting terminal 76 may have a hole 78 through which a screw is inserted. The hole 78 may be a notch.
なお、このようなスナバモジュール７０は、いわゆるインサート成型法によって製造されてよい。この成型法によれば、例えば成型用の金型内に正側コンデンサ２１１、第１ダイオード７１１および負側コンデンサ２１３などの素子や、正側スナバ端子７１、負側スナバ端子７２および第１連結端子７５などの端子を配置した後、樹脂を金型内に注入して固化させることでスナバモジュール７０が製造される。 The snubber module 70 may be manufactured by a so-called insert molding method. According to this molding method, for example, elements such as a positive side capacitor 211, a first diode 711 and a negative side capacitor 213, a positive side snubber terminal 71, a negative side snubber terminal 72 and a first connecting terminal are contained in a molding die. After arranging terminals such as 75, the snubber module 70 is manufactured by injecting resin into a mold and solidifying it.
以上のスナバモジュール７０によれば、端子が孔部７８または切欠部を有するので、スナバモジュール７０を半導体モジュール５や配線バーに容易に固定することができる。 According to the snubber module 70 described above, since the terminal has a hole 78 or a notch, the snubber module 70 can be easily fixed to the semiconductor module 5 or the wiring bar.
また、正側スナバ端子７１および負側スナバ端子７２が筐体７００の中心点よりも半導体モジュール５に近い側（本実施形態では一例として下側）に設けられるので、半導体モジュール５の正側端子５１および負側端子５２と、正側スナバ端子７１および負側スナバ端子７２との間の配線インダクタンスを小さくすることができる。従って、半導体モジュール５によって電流が遮断される場合に生じるサージ電圧を低減することができる。 Further, since the positive side snubber terminal 71 and the negative side snubber terminal 72 are provided on the side closer to the semiconductor module 5 than the center point of the housing 700 (lower side as an example in this embodiment), the positive side terminal of the semiconductor module 5 is provided. The wiring inductance between the 51 and the negative terminal 52 and the positive snubber terminal 71 and the negative snubber terminal 72 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the surge voltage generated when the current is interrupted by the semiconductor module 5.
［３．スナバモジュール７０の接続例］
図８は、スナバモジュール７０の接続例を示す。
[3. Connection example of snubber module 70]
FIG. 8 shows a connection example of the snubber module 70.
図１に示したスナバ回路２は、スナバモジュール７０１〜７０３をそれぞれ１つ用いて接続することで構成されてよい。例えば、スナバモジュール７０２、スナバモジュール７０１およびスナバモジュール７０３が、第１連結端子７５および第２連結端子７６を介して順に接続されてよい。本実施形態では一例として、スナバモジュール７０２の第１連結端子７５２とスナバモジュール７０１の第１連結端子７５１、スナバモジュール７０１の第２連結端子７６とスナバモジュール７０３の第１連結端子７５３とが接続されることでスナバ回路２が構成されている。なお、スナバモジュール７０２と、スナバモジュール７０３との間には、複数のスナバモジュール７０１が多段に接続されてもよい。 The snubber circuit 2 shown in FIG. 1 may be configured by connecting using one snubber module 70 1 to 70 3 respectively. For example, the snubber module 70 2, snubber module 70 1 and snubber module 70 3 may be connected sequentially via the first connection terminal 75 and the second connecting terminal 76. As an example in the present embodiment, the first connection of the snubber module 70 first connecting terminal 75 2 and the first connecting terminal 75 1 of the snubber module 70 1 of 2, the second connecting terminal 76 and the snubber module 70 3 snubber module 70 1 The snubber circuit 2 is configured by being connected to the terminals 75 3 . Incidentally, the snubber module 70 2, between the snubber module 70 3, a plurality of snubber module 70 1 may be connected in multiple stages.
ここで、スナバ回路２における各放電パス２２の配線インダクタンスは、各充電パス２１の配線インダクタンスよりも大きくてよい。また、各放電パス２２の配線長は、各充電パス２１の配線長よりも長くてよい。例えば、正側端子５１および負側端子５２を結ぶ各放電パス２２の配線長は、正側端子５１および負側端子５２を結ぶ各充電パス２１の配線長よりも長くてよい。また、放電パス２２のそれぞれにおける、負側コンデンサ２１３と正側コンデンサ２１１とを結ぶ配線部分の配線長は、各充電パス２１における、正側コンデンサ２１１および負側コンデンサ２１３の間の各配線部分の配線長よりも長くてよい。本実施形態では一例として、各充電パス２１は、正側端子５１および負側端子５２の間に物理的に直線状に配設されてよい。また、放電パス２２のうち、第１連結端子７５２および第１連結端子７５１の間や、第２連結端子７６および第１連結端子７５３の間の部分は、ループ状などに引き回された配線で形成されてよい。 Here, the wiring inductance of each discharge path 22 in the snubber circuit 2 may be larger than the wiring inductance of each charge path 21. Further, the wiring length of each discharge path 22 may be longer than the wiring length of each charge path 21. For example, the wiring length of each discharge path 22 connecting the positive terminal 51 and the negative terminal 52 may be longer than the wiring length of each charging path 21 connecting the positive terminal 51 and the negative terminal 52. Further, the wiring length of the wiring portion connecting the negative side capacitor 213 and the positive side capacitor 211 in each of the discharge paths 22 is the wiring portion between the positive side capacitor 211 and the negative side capacitor 213 in each charging path 21. It may be longer than the wiring length. As an example in the present embodiment, each charging path 21 may be physically arranged linearly between the positive terminal 51 and the negative terminal 52. Further, in the discharge path 22, the portion between the first connecting terminal 75 2 and the first connecting terminal 75 1 and the portion between the second connecting terminal 76 and the first connecting terminal 75 3 are routed in a loop shape or the like. It may be formed by wiring.
この場合には、半導体モジュール５によって電流が遮断される場合に生じるサージ電圧を低減するとともに、半導体モジュール５によって電流が流される場合に放電電流のピークを抑制することができる。 In this case, the surge voltage generated when the current is interrupted by the semiconductor module 5 can be reduced, and the peak of the discharge current can be suppressed when the current is passed by the semiconductor module 5.
［４．半導体装置１の外観構成］
図９は、半導体装置１の外観構成を示す。半導体装置１は、３つの半導体モジュール５と、スナバ装置７とを備える。
[4. Appearance configuration of semiconductor device 1]
FIG. 9 shows the appearance configuration of the semiconductor device 1. The semiconductor device 1 includes three semiconductor modules 5 and a snubber device 7.
各半導体モジュール５は、それぞれスイッチング素子１１，１２および環流ダイオード１３，１４を内蔵してよい。また、各半導体モジュール５は、正側端子５１、負側端子５２および電源出力端子１９を外面に有してよい。正側端子５１および負側端子５２には、図示しない１または複数のコンデンサ１０が接続されてよい。各半導体モジュール５は、図示しない１または複数の制御端子をさらに有してよい。 Each semiconductor module 5 may incorporate switching elements 11 and 12, and recirculation diodes 13 and 14, respectively. Further, each semiconductor module 5 may have a positive terminal 51, a negative terminal 52, and a power output terminal 19 on the outer surface. One or more capacitors 10 (not shown) may be connected to the positive terminal 51 and the negative terminal 52. Each semiconductor module 5 may further have one or more control terminals (not shown).
スナバ装置７は、それぞれ半導体モジュール５と１対１で対応付けられた３つのスナバモジュール７０から構成されている。各スナバモジュール７０の正側スナバ端子７１および負側スナバ端子７２は、孔部７８にネジが挿通されることで半導体モジュール５の正側端子５１および負側端子５２に接続される。また、第１連結端子７５２および第１連結端子７５１は、孔部７８にネジが挿通されることで一の配線バー７９に接続される。また、第２連結端子７６および第１連結端子７５３は、孔部７８にネジが挿通されることで他の配線バー７９に接続される。 The snubber device 7 is composed of three snubber modules 70, each of which is associated with the semiconductor module 5 on a one-to-one basis. The positive side snubber terminal 71 and the negative side snubber terminal 72 of each snubber module 70 are connected to the positive side terminal 51 and the negative side terminal 52 of the semiconductor module 5 by inserting a screw into the hole 78. Further, the first connecting terminal 75 2 and the first connecting terminal 75 1 are connected to one wiring bar 79 by inserting a screw through the hole 78. Further, the second connecting terminal 76 and the first connecting terminal 75 3 are connected to another wiring bar 79 by inserting a screw through the hole 78.
［５．変形例］
図１０は、配線バー７９の変形例を示す。スナバモジュール７０同士は、ループ状の配線バー７９によって接続されてもよい。この場合には、各放電パス２２の配線インダクタンスを、各充電パス２１の配線インダクタンスよりも確実に大きくすることができる。従って、半導体モジュール５によって電流が流される場合に放電電流のピークを抑制することができる。
[5. Modification example]
FIG. 10 shows a modified example of the wiring bar 79. The snubber modules 70 may be connected to each other by a loop-shaped wiring bar 79. In this case, the wiring inductance of each discharge path 22 can be surely made larger than the wiring inductance of each charge path 21. Therefore, the peak of the discharge current can be suppressed when the current is passed by the semiconductor module 5.
図１１は、第１連結端子７５，第２連結端子７６の変形例を示す。第１連結端子７５および第２連結端子７６の少なくとも一方は、筐体７００から電線７７を介して引き出されてよい。例えば、図１１では、第２連結端子７６が電線７７を介して引き出されている。 FIG. 11 shows a modified example of the first connecting terminal 75 and the second connecting terminal 76. At least one of the first connecting terminal 75 and the second connecting terminal 76 may be drawn out from the housing 700 via the electric wire 77. For example, in FIG. 11, the second connecting terminal 76 is pulled out via the electric wire 77.
図１２は、スナバモジュール７０１同士の接続例を示す。第２連結端子７６が電線７７で引き出される場合には、配線バー７９を用いずに当該第２連結端子７６を下段側のスナバモジュール７０１の第１連結端子７５１に接続することができる。従って、スナバモジュール７０同士の接続を容易化することができる。 Figure 12 shows an example of connection of the snubber module 70 1 to each other. When the second connection terminal 76 is drawn in wires 77 can be without a wire bar 79 connecting the second connecting terminal 76 to the first connecting terminal 75 1 of the snubber module 70 1 of the lower side. Therefore, it is possible to facilitate the connection between the snubber modules 70.
図１３は、変形例に係るスナバモジュール７０１Ａを示す。スナバモジュール７０１Ａは、スナバモジュール７０１に代えて用いられてよい。スナバモジュール７０１Ａは、第２ダイオード７１２に代えて／加えて、第２ノード７２２と第２連結端子７６との間に設けられた第３ダイオード７１３を有する。第３ダイオード７１３は負側端子５２の側から正側端子５１の側に電流を流してよく、放電パス用ダイオードとして機能する。これにより、半導体モジュール５により電流が流されるときに放電パス２２に電流を流し、半導体モジュール５により電流が遮断されるときに充電パス２１を遮断することができる。なお、スナバモジュール７０１Ａを用いる場合には、当該スナバモジュール７０１Ａと接続されるスナバモジュール７０３は第２ダイオード７１２を有しなくてもよい。 Figure 13 shows the snubber module 70 1 A according to a modification. The snubber module 70 1 A may be used in place of the snubber module 70 1 . The snubber module 70 1 A has a third diode 713 provided between the second node 722 and the second connecting terminal 76 in place of / in addition to the second diode 712. The third diode 713 may allow a current to flow from the negative terminal 52 side to the positive terminal 51 side, and functions as a discharge path diode. As a result, the current can be passed through the discharge path 22 when the current is passed by the semiconductor module 5, and the charge path 21 can be cut off when the current is cut off by the semiconductor module 5. When the snubber module 70 1 A is used, the snubber module 70 3 connected to the snubber module 70 1 A does not have to have the second diode 712.
［６．その他の変形例］
なお、上記の実施形態および変形例においては、半導体装置１を直流電力から交流電力への電力変換装置として説明したが、交流電力から直流電力への電力変換装置としてもよいし、周波数や位相、電圧、相数などを変換する電力変換装置としてもよい。また、半導体装置１は、半導体モジュール５でスイッチングを行う限りにおいて、電力変換を行わなくてもよい。
[6. Other variants]
In the above-described embodiment and modification, the semiconductor device 1 has been described as a power conversion device from DC power to AC power, but it may also be a power conversion device from AC power to DC power, and the frequency, phase, and so on. It may be a power conversion device that converts voltage, number of phases, and the like. Further, the semiconductor device 1 does not have to perform power conversion as long as the semiconductor module 5 performs switching.
また、半導体モジュール５およびスナバモジュール７０の個数を３として説明したが、それぞれ独立に他の個数としてもよい。半導体装置１が複数の半導体モジュール５を備える場合には、これらの半導体モジュール５は直列に接続されてもよいし、並列に接続されてもよい。スナバモジュール７０は半導体モジュール５よりも少なくてもよいし、多くてもよい。これらの場合には、スナバモジュール７０は半導体モジュール５に直接接続されなくてもよく、例えば、半導体モジュール５の正側端子５１および負側端子５２に接続された配線バーを介して半導体モジュール５に接続されてよい。 Further, although the number of the semiconductor modules 5 and the snubber modules 70 has been described as 3, they may be independently set to other numbers. When the semiconductor device 1 includes a plurality of semiconductor modules 5, these semiconductor modules 5 may be connected in series or in parallel. The snubber module 70 may be less or more than the semiconductor module 5. In these cases, the snubber module 70 does not have to be directly connected to the semiconductor module 5, for example, to the semiconductor module 5 via a wiring bar connected to the positive terminal 51 and the negative terminal 52 of the semiconductor module 5. May be connected.
また、上記の実施形態においては第１連結端子７５および第２連結端子７６が筐体７００の一側面から突出して設けられることとして説明したが、筐体７００の側面や上面から露出して設けられてもよい。 Further, in the above embodiment, the first connecting terminal 75 and the second connecting terminal 76 have been described as being provided so as to project from one side surface of the housing 700, but are provided so as to be exposed from the side surface or the upper surface of the housing 700. You may.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the description of the claims that the form with such modifications or improvements may be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operation, procedure, step, and step in the device, system, program, and method shown in the claims, specification, and drawings is particularly "before" and "prior to". It should be noted that it can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Even if the scope of claims, the specification, and the operation flow in the drawings are explained using "first," "next," etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It's not a thing.
１ 半導体装置、２ スナバ回路、３ スイッチ回路、５ 半導体モジュール、７ スナバ装置、１０ コンデンサ、１１ スイッチング素子、１２ スイッチング素子、１３ 環流ダイオード、１４ 環流ダイオード、１９ 電源出力端子、２１ 充電パス、２２ 放電パス、５１ 正側端子、５２ 負側端子、７０ スナバモジュール、７１ 正側スナバ端子、７２ 負側スナバ端子、７５ 第１連結端子、７６ 第２連結端子、７７ 電線、７８ 孔部、７９ 配線バー、１０１ 正側電源線、１０２ 負側電源線、２１１ 正側コンデンサ、２１２ 充電パス用ダイオード、２１３ 負側コンデンサ、２２１ 放電パス用ダイオード、７００ 筐体、７０１ スナバモジュール、７０２ スナバモジュール、７０３ スナバモジュール、７１１ 第１ダイオード、７１２ 第２ダイオード、７１３ 第３ダイオード、７１４ 第４ダイオード、７２１ 第１ノード、７２２ 第２ノード、１０１１ 配線インダクタンス 1 Semiconductor device, 2 Snubber circuit, 3 Switch circuit, 5 Semiconductor module, 7 Snubber device, 10 Capacitor, 11 Switching element, 12 Switching element, 13 Recirculation diode, 14 Recirculation diode, 19 Power supply output terminal, 21 Charging path, 22 Discharge Path, 51 Positive terminal, 52 Negative terminal, 70 Snubber module, 71 Positive snubber terminal, 72 Negative snubber terminal, 75 1st connecting terminal, 76 2nd connecting terminal, 77 Wire, 78 hole, 79 Wiring bar , 101 Positive power supply line, 102 Negative power supply line, 211 Positive side capacitor, 212 Charging path diode, 213 Negative side capacitor, 221 Discharge path diode, 700 housing, 701 Snubber module, 702 Snubber module, 703 Snubber module , 711 1st diode, 712 2nd diode, 713 3rd diode, 714 4th diode, 721 1st node, 722 2nd node, 1011 Wiring inductance
Claims (10)
前記半導体モジュールの正側端子に接続される正側スナバ端子および前記半導体モジュールの負側端子に接続される負側スナバ端子の間に順に接続される、正側コンデンサ、第１ダイオード、および負側コンデンサと、
前記正側コンデンサおよび前記第１ダイオードの間の第１ノード、および、前記負側コンデンサおよび前記第１ダイオードの間の第２ノードのうちの何れか一方のノードに直接または間接に接続される第１連結端子と、
前記正側コンデンサ、前記負側コンデンサおよび前記第１ダイオードを収容し、前記正側スナバ端子、前記負側スナバ端子および前記第１連結端子が外部接続可能に設けられた筐体と、
を備えるスナバモジュール。 A snubber module that constitutes a snubber device to be mounted on the terminals of a semiconductor module.
A positive capacitor, a first diode, and a negative side connected in order between a positive snubber terminal connected to the positive terminal of the semiconductor module and a negative snubber terminal connected to the negative terminal of the semiconductor module. With a capacitor
A first node directly or indirectly connected to the first node between the positive capacitor and the first diode, and one of the second nodes between the negative capacitor and the first diode. 1 connection terminal and
A housing in which the positive side capacitor, the negative side capacitor, and the first diode are housed, and the positive side snubber terminal, the negative side snubber terminal, and the first connecting terminal are externally connectable.
Snubber module with.
請求項３から５のいずれか一項に記載のスナバモジュールと
をそれぞれ少なくとも１つ備え、
各スナバモジュールは、前記第１連結端子および前記第２連結端子を介して順に接続される、スナバ装置。 The snubber module according to claim 1 or 2,
Each of the snubber modules according to any one of claims 3 to 5 is provided.
A snubber device in which each snubber module is sequentially connected via the first connecting terminal and the second connecting terminal.
前記正側端子側から前記負側端子側へと電流を流す並列な複数の充電パスと、
前記負側端子側から前記正側端子側へと電流を流す並列な複数の放電パスと、
を有し、
各放電パスの配線インダクタンスが、各充電パスの配線インダクタンスよりも大きい、請求項８に記載のスナバ装置。 The snubber device
A plurality of parallel charging paths for passing a current from the positive terminal side to the negative terminal side,
A plurality of parallel discharge paths for passing a current from the negative terminal side to the positive terminal side,
Have,
The snubber device according to claim 8, wherein the wiring inductance of each discharge path is larger than the wiring inductance of each charge path.
請求項７から９のいずれか一項に記載のスナバ装置と、
を備える電力変換装置。 Semiconductor module and
The snubber device according to any one of claims 7 to 9,
A power converter equipped with.
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