JP2023165672A - モジュラパワーオーバレイデバイスおよび方法 - Google Patents

モジュラパワーオーバレイデバイスおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】モジュラパワーオーバレイデバイスおよびそのようなデバイスを構成する方法を提供すること。【解決手段】モジュラＰＯＬ部品は、ハーフブリッジ変換器トポロジを定めるように配置でき、かつ他のモジュラＰＯＬパワー部品と結合されて、所望の電力出力に基づいてフルブリッジまたは３相ＡＣ変換器トポロジを定めることができる。組み立てられたＰＯＬ部品は、共通の電気絶縁性基板上に実装されて、所望の電力出力を提供するＰＯＬ電力変換デバイスを定めることができる。【選択図】図５

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２２年５月６日出願の米国特許出願第１７／７３８，４９８号の利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、概して電子電力変換器デバイスおよび方法に関し、より詳細にはモジュラパワーオーバレイデバイスおよびそのようなデバイスを構成する方法に関する。
高電力密度を管理するパワーエレクトロニクスデバイスへの増大する需要が、パワーエレクトロニクスモジュールまたはパワーモジュールの開発に至った。パワーモジュールは、電力変換機能を行うために相互接続されるパワー半導体デバイスなどの、幾つかのパワー部品を典型的に含むアセンブリである。パワーモジュールは、産業用モータドライブ、無停電電源およびインバータなどの電力変換機器に使用される。パワーモジュールは、一組のパワー半導体部品のためのパッケージングまたは物理的封じ込めを提供する。パワー半導体（または「ダイ」）は、パワー半導体を支持し、必要に応じて電気的および熱的接触ならびに電気的絶縁を提供するパワーエレクトロニクス基板上に典型的にはんだ付けまたは焼結される。
近年、パワーモジュールは、パワーオーバレイ（ＰＯＬ）モジュール型パッケージングおよび配線システムを次第に利用している。そのようなＰＯＬモジュールは、パワー半導体デバイスを支持し、半導体デバイスと外部回路との間の電気的相互接続を提供し、かつ通常動作中に発生される熱を管理するために導電および絶縁材料の多層を使用する。
当業者に向けられる本説明の完全かつ実施可能な開示が、その最良の形態を含め、添付の図を参照しつつ本明細書に記載される。
従来のハーフブリッジ変換器回路の概要図である。 本明細書に記載される様々な態様による、第１のＰＯＬ部品の一組の等角図である。 本明細書に記載される様々な態様による、モジュラＰＯＬデバイスの等角図である。 本明細書に記載される様々な態様による、別のモジュラＰＯＬデバイスの等角図である。 従来のハーフブリッジ変換器回路の概要図である。 本明細書に記載される様々な態様による、別のモジュラＰＯＬデバイスの斜視図である。 従来の３相ブリッジ変換器回路の概要図である。 本明細書に記載される様々な態様による、更に別のモジュラＰＯＬデバイスの概要図である。 本明細書に記載される様々な態様による、モジュラＰＯＬデバイスを構成する方法フロー図である。
本明細書で使用される場合、用語「組」または「一組」の要素は、１つだけを含め、任意の数の要素であることができる。本明細書で使用される場合、単数形「ａ（１つの）」、「ａｎ（１つの）」および「ｔｈｅ（その）」は、文脈が別途明示しない限り複数の指示対象を含む。
全ての方向指示（例えば、径方向、軸方向、上の、下の、上に、下に、左、右、横方向、前、後ろ、表、底、上方、下方、垂直、水平、機内、機外）は、単に読者の本開示の理解を助けるために識別目的で使用されており、特にその位置、向きまたは使用に関して、限定を設けるものではない。接続指示（例えば、取り付けられる、結合される、接続される、および接合される）は、広く解釈されるものであり、別途指示されない限り一群の要素間の中間部材および要素間の相対的運動を含むことができる。そのため、接続指示は、必ずしも２つの要素が互いに直接接続されかつ固定関係にあることを意味するわけではない。
本明細書で使用される場合、用語「半導体デバイス」は、非限定的な例として、パワートランジスタ、パワーダイオードまたはアナログ増幅器などの、特定の機能を行う半導体部品、デバイス、ダイまたはチップを指す。典型的な半導体デバイスは、半導体デバイスを外部回路網に接続するために使用されかつ半導体デバイス内の内部要素に電気結合される、本明細書でコンタクトまたはコンタクトパッドと称される、入出力（Ｉ／Ｏ）相互接続を含む。本明細書に記載される半導体デバイスは、例えばスイッチモード電源などの、パワーエレクトロニクス回路における電気制御可能なスイッチまたは変換器として使用されるパワー半導体デバイスであることができる。半導体デバイスの非限定的な例は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、集積ゲート転流サイリスタ（ＩＧＣＴ）、ゲートターンオフ（ＧＴＯ）サイリスタ、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）、ダイオード、またはシリコン（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）およびヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）などの材料を含む他のデバイスもしくはデバイスの組合せを含む。半導体デバイスは、非限定的な例として、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、メモリデバイス、ビデオプロセッサまたは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの、デジタル論理デバイスであることもできる。
説明および理解を容易にするために、添付の図面が必ずしも一定の縮尺で描画されるわけではなく、概略的に描かれ得ることが理解されるべきである。例えば、図面中の或る要素が、図面に描かれる他の要素に対して、例示されるより大きいまたは小さいことがあり得る。以下に開示されるＰＯＬモジュールの様々な態様が、半導体デバイス、相互接続配線および電子パッケージ端子の特定の配置を含むとして図に示されかつ記載されるが、代替の配置および構成も実装され得、そのため具体的に例示されるデバイスおよびその配置だけに態様が限定されないことが理解される。すなわち、本明細書に記載される態様は、追加の電子部品を含み得、かつ、音響デバイス、マイクロ波デバイス、ミリメートルデバイス、ＲＦ通信デバイスおよび微小機械（ＭＥＭＳ）デバイスを含む半導体デバイスの１つまたは複数の代替のデバイス型を追加的または代替的に含むことができる、エレクトロニクスパッケージを包含するとも理解されるべきである。
本明細書に開示されるＰＯＬ部品およびモジュラデバイスの態様が、トポロジを定める１つまたは複数の半導体デバイスのための相互接続および物理的支持または封じ込めを提供する半導体デバイスモジュールまたはパワーモジュールを備えることができることが企図される。本明細書に記載される態様は、１つまたは複数の抵抗器、コンデンサ、インダクタ、フィルタ、スイッチおよび同様のデバイスならびにその組合せも含むことができる。本明細書で使用される場合、用語「電気部品」および「電子部品」は、上記した様々な種類の半導体デバイスの他に、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、フィルタおよび同様の受動素子、ならびにエネルギー蓄積部品のいずれも包含すると理解できる。
ＰＯＬパッケージングおよび配線デバイスまたはモジュールは、パワー半導体デバイスを含め、パワー部品のための物理的封じ込めを提供する。これらのパワー半導体またはダイは、パワー半導体を支持し、かつ電気的および熱的接触ならびに電気的絶縁を提供し、それによってディスクリートパワー部品より高電力密度を可能にする、パワーエレクトロニクス基板上に典型的にはんだ付けまたは焼結される。
従来のＰＯＬ部品アーキテクチャの１つの顕著な特徴が平面銅相互接続構造である。従来のワイヤボンドの代わりに、典型的なＰＯＬ相互接続配置におけるデバイスは、受動素子（例えば抵抗器、コンデンサおよびインダクタ）が必要に応じて設置または構築される、絶縁ポリイミド接着層を通って形成されるビアを経由してデバイス接続パッドに直接接続する。
従来のＰＯＬデバイス製造プロセスは、典型的に接着剤を経由する誘電層上への１つまたは複数のパワー半導体デバイスの配置で始まる。誘電層上に次いで金属配線（例えば、銅配線）が電気めっきされて、誘電層を通って画定されるビアを経由してパワー半導体デバイスへの直接金属接続を形成する。金属配線は、パワー半導体デバイスへの／からの入出力（Ｉ／Ｏ）システムの形成に備える。ＰＯＬ部品が、次いで電気および熱接続性のためにはんだ付け相互接続を使用して絶縁金属基板（例えば、直接接合銅（ＤＢＣ）基板）にはんだ付けされる。誘電層とセラミック基板との間の半導体デバイスの周りの間隙が、次いで誘電有機材料を使用して充填されて、ＰＯＬ部品を形成する。
従来の絶縁金属基板は、しばしば３層、すなわち、セラミック絶縁層が間に挟まれる金属表層および金属底層から成る。絶縁金属基板の絶縁層は、金属底層から金属表層を電気絶縁する。金属層は、セラミック層に直接接合されるかろう付けされるかのいずれかである。金属絶縁基板は、典型的に反対側（例えば、底側）をベースプレートにはんだ付けできる。多くの場合、ベースプレートは、銅から形成されて、はんだを使用して金属絶縁基板の底金属層に取り付けられる。ベースプレートは、典型的に従来のヒートシンクに更に装着される。従来の金属絶縁基板は、それらの熱伝導率および剛性により、半導体デバイスを支持する一方で同時に電気配線構造を提供するためにＰＯＬ部品に一般に使用される。ベースプレートの剛性は、ＰＯＬ部品のための追加の構造的支持を提供する。金属絶縁基板の絶縁層部分は、デバイスとヒートシンクまたはシャーシとの間の電気的分離も提供できる。
従来のＰＯＬ部品は、ＡＣドライブおよびフレキシブルＡＣ送電システムになど、電力変換器にしばしば使用される。電力変換器は、入力電圧波形を指定の出力電圧波形へ変換する電源または電力処理回路である。電力変換器と関連付けられたコントローラが、そこに利用されるスイッチの導通期間を選択的に制御することによって、その動作を管理する。電力変換器によって利用されるスイッチは、典型的に半導体スイッチングデバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等）である。
コントローラと組み合わせて、コントローラからの指令信号（例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号）に応答して各半導体スイッチの制御端子（例えば、ゲート端子）に駆動信号を選択的に提供してその動作を制御するために、駆動回路（例えば、ゲート駆動回路）が従来利用される。
ここで態様が詳細に参照されることになり、その１つまたは複数の例が図面に例示される。各例は、態様の説明として提供されており、態様の限定としてではない。実際、本開示の範囲または趣旨から逸脱することなく本開示に様々な変更および変形を行うことができることが当業者に明らかであろう。例えば、１つの態様の一部として例示または記載される特徴が別の態様と共に使用されて更なる態様をもたらすことができる。そのため、本開示が、添付の請求項およびそれらの均等物の範囲内になるような変更および変形を網羅することが意図される。
様々な非限定的な態様がＭＯＳＦＥＴもしくはＩＧＢＴまたはその組合せなどの様々なスイッチングデバイスを使用して本明細書に描かれかつ記載されるが、他の態様はそのように限定されない。他の非限定的な態様は、電気信号に応答して低抵抗状態と高抵抗状態との間で状態を切り替えることができる任意の所望のスイッチングデバイスを含むことができる。例えば、様々な態様におけるスイッチングデバイスは、限定することなく、例えばトランジスタ、ゲート転流サイリスタ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ゲートターンオフサイリスタ、静電誘導トランジスタ、静電誘導サイリスタおよびその組合せを含む任意の所望の種類のスイッチング素子を備えることができる。
本明細書に更に詳細に記載されることになるように、非限定的な態様は、ハーフブリッジ電力変換器トポロジを定めるように配置できる。図１は、参考のため従来のハーフブリッジ電力変換器トポロジの電気概略図を描く。認識されるであろうように、図１の概略図は、従来のハーフブリッジ変換器回路２５を形成するように配置される一対の相補型ｎチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチングデバイスとして描かれる一組の半導体スイッチングデバイス２４を例示する。一対の半導体スイッチングデバイス２４は、第１の半導体スイッチングデバイス２４ａおよび第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂを含むことができる。第１の半導体スイッチングデバイス２４ａは、第１のソース端子Ｓ１、第１のゲート端子Ｇ１および第１のドレイン端子Ｄ１を備えることができる。同じく、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂは、第２のソース端子Ｓ２、第２のゲート端子Ｇ２および第２のドレイン端子Ｄ２を備えることができる。
図示されるように、第１の半導体スイッチングデバイス２４ａの第１のソース端子Ｓ１は、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のドレイン端子Ｄ２に電気結合されて、出力中性点または単相ＡＣ出力ノードもしくは端子Ｓ１／Ｄ２を定める。動作時、第２のソース端子Ｓ２に正のＤＣ電圧（＋Ｖ）を提供でき、そして第１のドレイン端子Ｄ１に負のＤＣ電圧を提供できる。それぞれの第１および第２の半導体スイッチングデバイス２４ａ、２４ｂのゲート端子Ｇ１、Ｇ２は、第１および第２の半導体スイッチングデバイス２４ａ、２４ｂを所定の周波数で導通および非導通状態間で動作させて、それによって出力中性点または単相ＡＣ出力端子Ｓ１／Ｄ２に関して正弦波形出力またはＡＣ電圧を提供するように構成されるゲートドライバデバイスまたは回路（図示せず）に通信的に結合できる。
図２は、非限定的な態様による第１のＰＯＬ部品１０の非限定的な態様を例示する。例えば、第１のＰＯＬ部品１０は、等角図１７で示される、表部分１３、および裏返し等角図１９で示される、底部分２２を有するＰＯＬサブアセンブリ９を含むことができる。換言すると、等角図１７および１９は、同じＰＯＬサブアセンブリ９を異なる視点から例示している。第１のＰＯＬ部品１０は、等角図１２で示される、電気伝導性基板８を更に含むことができる。本明細書に更に詳細に記載されることになるように、ＰＯＬサブアセンブリ９の底部分２２は、第１のＰＯＬ部品１０を形成するために電気伝導性基板８に結合できる。このようにして、底部分２２は、表部分１３と電気伝導性基板８との間に挟まれる。
表部分１３は、電気絶縁性または非導電誘電層２１の第１の側（例えば表側）２１ａ上に設けられる表電気伝導性層１４（例えば、メタライズ層）を含むことができる。表導電層１４は、その上に設けられる一組の導電トレース１６を含むことができる。誘電層２１は、第１の側２１ａと反対の第２の側（例えば、底側）２１ｂを備えることができる。誘電層２１は、それを通って第１の側２１ａから第２の側２１ｂに延びる、一組の開口２０を画定できる。態様において、表導電層１４は、開口２０を通って延びて、誘電層２１を通って一組のビア２０ａを画定できる。非限定的な態様において、導電シム４４（例えば、銅シム）などの、１つまたは複数の電気伝導性要素を表導電層１４上に設けることができる。底部分２２は、第２の側２１ｂに設けられる一組の電気デバイス２３を含むことができる。
図示されるように、第１のＰＯＬ部品１０は、誘電層２１上に配置されかつ第１の平面フットプリントを定める一組の電気デバイス２３の実質的な平面配置を定めることができる。表導電層１４は、一組の電気デバイス２３と電気結合できる。例えば、一部の態様において、表導電層１４は、誘電層２１を通って画定される一組のビア２０ａを経由して一組の電気デバイス２３と電気接続できる。追加的または代替的に、一部の態様において、表導電層１４は、一組のビア２０ａもしくは一組の導電シム４４または両方を経由して電気伝導性基板８に電気結合できる。
一組の電気デバイス２３は、一組の半導体スイッチングデバイス２４を含むことができる。例えば、一部の非限定的な態様において、半導体スイッチングデバイス２４は、炭化ケイ素スイッチングデバイスを含むことができる。１つの非限定的な例として、一組の半導体スイッチングデバイス２４は、ＭＯＳＦＥＴ型スイッチを含むことができる。そのような態様において、半導体スイッチングデバイス２４の各々がそれぞれのゲート（「Ｇ」）、ソース（「Ｓ」）およびドレイン（「Ｄ」）端子（図示せず、図１を参照のこと）を含むことができることが認識されるであろう。非限定的な態様において、半導体スイッチングデバイス２４は、第１の側２７（例えば、表側）および反対の第２の側、例えば底側（図２において見えない）を含むことができる。非限定的な態様において、半導体スイッチングデバイス２４のゲート端子Ｇおよびドレイン端子Ｄは、それぞれの半導体スイッチングデバイス２４の反対側に設けることができる。例えば、非限定的な態様において、ソース端子Ｓおよびゲート端子Ｇは、半導体スイッチングデバイス２４第１の側２７に設けることができ、そしてドレイン端子Ｄは、それぞれの半導体スイッチングデバイス２４の反対の第２の側に設けることができる。
一部の態様において、一組の電気デバイス２３は、一組の整流部品２６を更に含むことができる。例えば、一部の非限定的な態様において、整流部品２６は、ダイオードを備えることができる。他の非限定的な態様において、整流部品は、追加の半導体スイッチングデバイス２４、ダイオード、またはその組合せを含むことができる。一組の電気デバイス２３は、半導体スイッチングデバイス２４に電気結合され、例えば公知の方式で半導体スイッチングデバイス２４にゲート駆動信号（図示せず）を提供することによって、それのそれぞれのゲートを選択的に動作させるように構成される一組のゲートドライバデバイス２８（例えば、ＭＯＳＦＥＴゲートドライバデバイス）を更に含むことができる。
一部の態様において、第１のＰＯＬ部品１０の表導電層１４は、一組の半導体スイッチングデバイス２４と電気接続できる。例えば、一部の態様において、第１のＰＯＬ部品１０の表導電層１４は、誘電層２１を通る導電ビア２０ａを経由して一組の半導体スイッチングデバイス２４と（例えば、ソース端子Ｓおよびゲート端子Ｇに）電気結合できる。
非限定的な態様において、電気伝導性基板８は、ＤＢＣ基板などの、絶縁金属基板を備えることができる。電気伝導性基板８は、第１の面８ａ（例えば、表面）および反対の第２の面８ｂ（例えば、底面）を画定できる。電気伝導性基板の第１および第２の面８ａ、８ｂは、電気伝導性材料（例えば、銅）から形成できる。第２の面８ｂから第１の面８ａを電気絶縁するために、電気伝導性基板８の第１および第２の面８ａ、８ｂ間に電気絶縁性層（図示せず）を設けることができる。第１の面８ａは、一組の半導体スイッチングデバイス２４に電気結合（例えば、はんだ付け）できる。例えば、非限定的な態様において、第１の面８ａは、半導体スイッチングデバイス２４のうちの１つまたは複数のそれぞれのドレイン端子Ｄに電気結合できる。非限定的な態様において、電気伝導性基板８の第１の面８ａは、導電シム４４もしくはビア２０ａまたは両方を介して表導電層１４に電気結合できる。電気伝導性基板８は、半導体スイッチングデバイス２４を支持する一方で同時に電気配線構造を提供するように配置できる。
例えば、図３Ａは、明確にするため一組の半導体スイッチングデバイス２４および他の部分が省略された第１のＰＯＬ部品１０の別の非限定的な態様の斜視図を描く。非限定的な態様において、ＰＯＬサブアセンブリ９は、電気伝導性基板８に結合でき、かつ第１のハーフブリッジ電力変換器トポロジを定めるように配置できる。例えば、第１の半導体スイッチングデバイス２４ａの第１のソース端子Ｓ１は、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のドレイン端子Ｄ２に電気結合されて、導電基板８の外側部分に出力中性点または単相ＡＣ出力ノードもしくは端子Ｓ１／Ｄ２を定めることができる。導電基板８の外側部分において単相ＡＣ出力ノードまたは端子Ｓ１／Ｄ２にＡＣ出力端子（明確にするため省略される）を結合できる。
図３Ｂを参照して、ハーフブリッジモジュラＰＯＬデバイス３００の非限定的な態様の斜視図が示される。非限定的な態様において、ハーフブリッジモジュラＰＯＬデバイス３００は、ハーフブリッジ電力変換器を定めることができる。非限定的な態様において、第１のＰＯＬ部品１０は、第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１を定めるように配置できる。ハーフブリッジモジュラＰＯＬデバイス３００は、電気絶縁性または非導電ベースプレート３２５またはタイル上に支持可能に実装されるまたは組み立てられる第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１（第１のＰＯＬ部品１０を備える）を含むことができる。非限定的な態様において、電気絶縁性ベースプレート３２５は、電気的にも熱的にも絶縁性であることができる。他の非限定的な態様において、電気絶縁性ベースプレート３２５は、電気絶縁性かつ熱伝導性であることができる。追加的に、第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１の非限定的な態様は、第１のＤＣ入力ノード３０９および第２のＤＣ入力ノード３１０を更に含むことができる。第１のＤＣ入力ノード３０９は、第１のＤＣ入力端子３１１を含むことができる。第２のＤＣ入力ノード３１０は、第２のＤＣ入力端子３１２を含むことができる。第１のＤＣ入力端子３１１は、第１の極性を有する第１のＤＣ電圧（Ｖ＋）を受けるように配置でき、そして第２のＤＣ入力端子３１２は、第２の極性を有する第２のＤＣ電圧（Ｖ－）を受けるように配置できる。第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１は、それから延びるＡＣ出力端子３１５（例えば、単相ＡＣ出力端子）を更に含むことができる。見て取れるように、第１の半導体スイッチングデバイス２４ａの第１のソース端子Ｓ１、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のドレイン端子Ｄ２の位置は、図３Ａに描かれるものよりも表導電層１４上の異なる位置に代替的に定めることができる。
本明細書に更に詳細に記載されることになるように、非限定的な態様において、ハーフブリッジモジュラＰＯＬデバイス３００は、所望の回路をモジュール的に構築するために様々な配置に他のハーフブリッジモジュラＰＯＬデバイス３００と選択的および有利に組み合わせることができる「ハーフブリッジビルディングブロック」またはモジュラハーフブリッジ回路素子を定めることができるモジュラ部品を定めるように選択および配置できる。第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１の選択は、所定のＡＣ電力出力変換需要に基づくことができる。
第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１の非限定的な態様において、図２に描かれる第１のＰＯＬ部品１０の一組の電気デバイス２３は、ハーフブリッジ電力変換器電気トポロジを定めるように電気結合および配置できる。例えば、非限定的な態様において、第１のＰＯＬ部品１０の一組の電気デバイス２３は、図１に例示されるハーフブリッジ電力変換器回路２５を定めるように配置できる。第１のＰＯＬ部品１０の一組の半導体スイッチングデバイス２４は、一組のゲートドライバデバイス２８（図２）から一組の導電トレース１６を経由して送出されるゲート信号に応答して選択的に動作可能であることができる。図１のハーフブリッジ電力変換器回路２５が一対の半導体スイッチングデバイス２４を備えるとして記載されたが、態様はそのように限定されず、第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１の非限定的な態様が、ハーフブリッジ電力変換器電気トポロジを定めるように配置される任意の所望数の半導体スイッチングデバイス２４を含むことができることが認識されるであろう。
図３Ｂを再び参照すると、非限定的な態様において、電気伝導性基板８の導電性の第１の面８ａ（図２を参照のこと）もしくは表導電層１４または両方とも、少なくとも１つの半導体スイッチングデバイス２４（図２に図示される）のそれぞれのドレイン端子と電気結合できる。この意味で、電気伝導性基板８の第１の面８ａもしくは表導電層１４または両方とも、第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１の第１のドレイン端子Ｄ１を定めるように配置できる。追加的に、第１のＰＯＬ部品１０の表導電層１４もしくは電気伝導性基板８の第１の面８ａまたは両方とも、少なくとも１つの半導体スイッチングデバイス２４のそれぞれのソース端子と電気結合されて、第１のＰＯＬ部品１０のための第１のソース端子Ｓ１を定めることができる。そのため、表導電層１４もしくは電気伝導性基板８の第１の面８ａまたは両方とも、第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１のための第１のソース端子Ｓ１を定めることができる。非限定的な態様において、第１のＤＣ入力端子３１１は、第１のドレイン端子Ｄ１に電気結合でき、そして第２のＤＣ入力端子３１２は、第２のソース端子Ｓ２に電気結合できる。
第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１の非限定的な態様において、第１の半導体スイッチングデバイス２４ａのソース端子Ｓ１は、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のドレイン端子Ｄ２に電気的に短絡できる。非限定的な態様において、表導電層１４および電気伝導性基板８上に導電シム４４のうちの１つまたは複数が電気的連通して設けられて、それによって第１の半導体スイッチングデバイス２４ａの第１のソース端子Ｓ１から第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のドレイン端子Ｄ２への直接低インピーダンス導電路（すなわち、短絡）を提供できる（図１を参照のこと）。したがって、そのような態様において、第１の半導体スイッチングデバイス２４ａの第１のソース端子Ｓ１を、第２の半導体スイッチングデバイス２４の第２のドレイン端子Ｄ２に短絡させて、それによって表導電層１４上に第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１の第１のＡＣ出力端子３１５を形成するまたは定めることができる。図示されるように、第１の半導体スイッチングデバイス２４ａの第１のソース端子Ｓ１は、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のドレイン端子Ｄ２に電気結合されて、表導電層１４上に出力中性点または単相ＡＣ出力ノードもしくは端子Ｓ１／Ｄ２を定める。他の態様はそのように限定されず、単相ＡＣ出力ノードまたは端子Ｓ１／Ｄ２は、代替的に電気伝導性基板８上に定めることができる。
第１のＤＣ入力端子３１１、第２のＤＣ入力端子３１２および第１のＡＣ出力端子３１５は、導電材料（例えば、銅）から形成できかつ第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１（またはその平面表面）から垂直に外にかつ離れて延びることができる。第１のＤＣ入力端子３１１、第２のＤＣ入力端子３１２および第１のＡＣ出力端子３１５の各々は、例えばそれぞれの入力または出力導体（図示せず）と導通接続するための機械ねじ型インタフェースを受けるように構成または適合できる。
引き続き図３Ｂにより、非限定的な態様において、第１のＤＣ入力端子３１１と第２のＤＣ入力端子３１２との間の導電接触を防止する一方で、第１のＤＣ入力端子３１１および第２のＤＣ入力端子３１２が、例えば更なる強度または剛性のために、互いに非導電的に当接できるようにするために、第１のＤＣ入力端子３１１と第２のＤＣ入力端子３１２との間に電気絶縁材料（例えば、絶縁シート）を備える非導電または第１の電気絶縁性層３１３を設けることができる。例えば、非限定的な態様において、第１の電気絶縁性層３１３は、第１のＤＣ入力端子３１１、第２のＤＣ入力端子３１２または両方に設けられる非導電粉末被覆を備えることができる。第１のＡＣ出力端子３１５のコネクタ部分にわたって導電面部分３１７を、および第１のＡＣ出力端子３１５の別の部分にわたって非導電面部分３１９を配置できる。非導電面部分３１９は、第１のＡＣ出力端子３１５を近接導電部から絶縁できる。非限定的な態様において、ハーフブリッジモジュラＰＯＬデバイス３００を少なくとも部分的に囲うために、電気絶縁性ベースプレート３２５に任意選択でカバー（図示せず）を取り付けることができる。
第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１は、対応する第１および第２のゲート端子Ｇ１、Ｇ２と電気結合され、更に一組のゲートドライバデバイス２８（図２を参照のこと）に電気結合されるピンアウトアセンブリ３４６を有するのも図示される。この非限定的な例において、ピンアウトアセンブリ３４６は、第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１（またはその平面表面）から垂直に上にかつ離れて延びる。しかしながら、他の態様はそのように限定されず、ピンアウトアセンブリ３４６は、本明細書における本開示の範囲から逸脱することなく任意選択で任意の所望の方向に延びることができる。
第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１は、ハーフブリッジモジュラＰＯＬデバイス３００を形成するために電気絶縁性ベースプレート３２５上に実装されるまたは支持可能に受けられる。各第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１は、そのため共通の電気絶縁性ベースプレート３２５上に実装される所望の回路トポロジを定めるために１つまたは複数の追加の第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１と選択的に組み合わせることができるビルディングブロック要素として任意選択で使用できるモジュラアセンブリを定めることができる。このようにして、本明細書に記載される態様は、ハーフブリッジＰＯＬ部品３０１の選択的組合せを通じて、フルブリッジ変換器回路などの、完全に構成可能な電力変換器モジュールを可能にすることができる。
図４は、参考のため従来のフルブリッジ変換器回路４３の電気概略図を描く。認識されるであろうように、フルブリッジ変換器回路は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴデバイスとして描かれる２対の相補型半導体スイッチングデバイス２４を備える。２対の半導体スイッチングデバイス２４は、第１の半導体スイッチングデバイス２４ａ、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂ、第３の半導体スイッチングデバイス２４ｃおよび第４の半導体スイッチングデバイス２４ｄを含むことができる。４つの半導体スイッチングデバイス２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの各々は、それぞれのソース端子Ｓ、ゲート端子Ｇおよびドレイン端子Ｄを備えることができる。
図示されるように、第１の半導体スイッチングデバイス２４ａの第１のソース端子Ｓ１は、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のドレイン端子Ｄ２に電気結合されて、第１のＡＣ出力端子４５（Ｓ１／Ｄ２）を定める。追加的に、第３の半導体スイッチングデバイス２４ｃの第１のソース端子Ｓ１は、第４の半導体スイッチングデバイス２４ｄの第２のドレイン端子Ｄ２に電気結合されて、第２のＡＣ出力端子４６（Ｓ１／Ｄ２）を定める。第１の半導体スイッチングデバイス２４ａの第１のドレイン端子Ｄ１および第３の半導体スイッチングデバイス２４ｃの第１のドレイン端子Ｄ１を電気結合するように第１の導電線４７を配置できる。第２の導電線４８が、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のソース端子Ｓ２および第４の半導体スイッチングデバイス２４ｄの第２のソース端子Ｓ２を電気結合できる。
動作時、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のソース端子Ｓ２および第４の半導体スイッチングデバイス２４ｄの第２のソース端子Ｓ２に正のＤＣ電圧（＋Ｖ）を提供できる。第１の半導体スイッチングデバイス２４ａの第１のドレイン端子Ｄ１および第３の半導体スイッチングデバイス２４ｃの第１のドレイン端子Ｄ１に負のＤＣ電圧（－Ｖ）を提供できる。４つの半導体スイッチングデバイス２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄのそれぞれのゲート端子Ｇ１、Ｇ２は、それぞれの半導体スイッチングデバイス２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを所定の周波数で導通および非導通状態間で動作させて、それによって第１のＡＣ出力端子４５および第２のＡＣ出力端子４６にわたって正弦またはＡＣ波形出力を提供するように構成される１つまたは複数のゲートドライバデバイスまたは回路（図示せず）に電気結合できる。
図５は、フルブリッジモジュラＰＯＬデバイス４００の非限定的な態様を描く。非限定的な態様において、フルブリッジモジュラＰＯＬデバイス４００は、フルブリッジ電力変換器回路を定めることができる。フルブリッジモジュラＰＯＬデバイス４００は、共通の電気絶縁性ベースプレート４２５上に実装されるフルブリッジＰＯＬモジュール４０１を協調して定めるように選択および配置される２つの第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１を備えることができる。例えば、非限定的な態様において、第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａおよび第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｂを備える一対の第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１を組み立てることができ、そしてフルブリッジＰＯＬモジュール４０１を協調して定めるために次いで一対のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１を互いに電気結合できる。フルブリッジモジュラＰＯＬデバイス４００を定めるために、フルブリッジＰＯＬモジュール４０１を共通の電気絶縁性ベースプレート４２５上に組み立てることができる。一対のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１の選択は、所定のＡＣ電力出力変換需要に基づくことができる。
図５は、フルブリッジＰＯＬモジュール４０１を定める第１および第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂが単一または単位の共通の電気絶縁性ベースプレート４２５上に設けられているのを描くが、他の態様がそのように限定されないことが認識されるであろう。他の非限定的な態様において、電気絶縁性の共通ベースプレート４２５が、共に選択的に結合されて、共通の電気絶縁性ベースプレート４２５を形成または画定するように配置される一組の電気絶縁性ベースプレートセグメント（図示せず）を備えることができることが企図される。
フルブリッジＰＯＬモジュール４０１の非限定的な態様は、第１のＤＣ入力ノード４０９および第２のＤＣ入力ノード４１０を含むことができる。第１のＤＣ入力ノード４０９は、第１の極性を有する第１のＤＣ電圧（Ｖ－）を受けるように配置でき、そして第２のＤＣ入力ノード４１０は、第２の極性を有する第２のＤＣ電圧（Ｖ＋）を受けるように配置できる。第１のＤＣ入力ノード４０９は、第１のＤＣ入力端子４１１を含むことができる。第２のＤＣ入力ノード４１０は、第２のＤＣ入力端子４１２を含むことができる。例えば、フルブリッジＰＯＬモジュール４０１の第１のＤＣ入力端子４１１は、互いに電気結合される、第１および第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂのそれぞれの第１のＤＣ入力端子３１１（図３Ｂに描かれる）を備えることができる。同じく、非限定的な態様において、フルブリッジＰＯＬモジュール４０１の第２のＤＣ入力端子４１２は、互いに電気結合される、第１および第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂのそれぞれの第２のＤＣ入力端子３１２（図３Ｂに描かれる）を含むことができる。追加的に、フルブリッジＰＯＬモジュール４０１の非限定的な態様は、それから延びる第１のＡＣ出力端子４１５および第２のＡＣ出力端子４１６を更に含むことができる。非限定的な態様において、第１のＡＣ出力端子４１５は、第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａの第１のＡＣ出力端子３１５（図３Ｂに描かれる）に相当することができ、そして第２のＡＣ出力端子４１６は、第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｂの第１のＡＣ出力端子３１５（図３Ｂに描かれる）に相当することができる。
非限定的な態様において、図１および図４を更に参照して、フルブリッジＰＯＬモジュール４０１を形成する第１および第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂの第２のＤＣ入力端子４１２は、それぞれの第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａの第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のソース端子Ｓ２に電気結合できる。非限定的な態様において、それぞれの第２のＤＣ入力端子４１２は、第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｂの第４の半導体スイッチングデバイス２４ｄの第２のソース端子Ｓ２に更に電気結合されて、フルブリッジＰＯＬモジュール４０１の第２のＤＣ入力端子４１２を定めることができる。
非限定的な態様において、フルブリッジＰＯＬモジュール４０１の第１および第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂは、第１および第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂのそれぞれのドレイン端子Ｄ１に電気結合されるそれぞれの第１のＤＣ入力端子４１１を含むことができる。それぞれの第１のＤＣ入力端子４１１間に第１の導電部材４７７が設けられて、それぞれの第１のＤＣ入力端子４１１の各々に電気結合され、フルブリッジＰＯＬモジュール４０１の第１のＤＣ入力端子４１１を協調して定めることができる。例えば、第１の導電部材４７７は、第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａの第１のＤＣ入力端子４１１に第１の端部４７７ａにおいて電気結合でき、かつ第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｂのそれぞれの第１のＤＣ入力端子３１１に第２の端部４７７ｂにおいて電気結合できる。このようにして、第１の導電部材４７７、ならびに第１および第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂのそれぞれの第１のＤＣ入力端子４１１は、ノードとして共に電気結合されて、第１のＤＣ入力端子４１１を定める。
非限定的な態様において、フルブリッジＰＯＬモジュール４０１の第１および第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂは、第１および第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂのそれぞれの第２のソース端子Ｓ２に電気結合されるそれぞれの第２のＤＣ入力端子３１２を含むことができる。それぞれの第２のＤＣ入力端子３１２間に第２の導電部材４７８が設けられてそれぞれの第２のＤＣ入力端子３１２の各々に電気結合され、フルブリッジＰＯＬモジュール４０１の第２のＤＣ入力端子４１２を協調して定めることができる。例えば、第２の導電部材４７８は、第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａの第２のＤＣ入力端子３１２に第１の端部４７８ａにおいて電気結合でき、かつ第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａの第４の半導体スイッチングデバイス２４ｄの第２のソース端子Ｓ２に第２の端部４７８ｂにおいて電気結合できる。このようにして、第２の導電部材４７８、ならびに第１および第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂのそれぞれの第２のＤＣ入力端子３１２は、ノードとして共に電気結合されて、第２のＤＣ入力端子４１２を定める。
ＤＣ入力端子４１１、４１２の各々は、例えばそれぞれの入力導体（図示せず）と導通接続するための機械ねじ型インタフェースを受けるように構成または適合できる。第１および第２のＤＣ入力端子４１１、４１２間の導電接触を防止する一方で、第１および第２のＤＣ入力端子４１１、４１２が、例えば更なる強度または剛性のために、互いに非導電的に当接できるようにするために、第１のＤＣ入力端子４１１と第２のＤＣ入力端子４１２との間に電気絶縁材料（例えば、絶縁シート）を備える非導電または第２の電気絶縁性層４１３を設けることができる。非限定的な態様において、第２の電気絶縁性層４１３は、第１のＤＣ入力端子４１１、第２のＤＣ入力端子４１２または両方に設けられる非導電粉末被覆を含むことができる。更に他の非限定的な態様において、第２の電気絶縁性層４１３は、第１のＤＣ入力端子４１１と第２のＤＣ入力端子４１２との間のエアギャップまたは空間を備えることができる。
第１および第２のＡＣ出力端子４１５、４１６の各々は、例えばそれぞれの入力導体（図示せず）と導通接続するための機械ねじ型インタフェースを受けるように構成または適合できる。第１および第２のＡＣ出力端子４１５、４１６のコネクタ部分にわたって導電面４４６を、ならびに第１および第２のＡＣ出力端子４１５、４１６の別の一部分にわたって非導電面４４８を配置できる。非導電面４４８は、例えば、第１および第２のＡＣ出力端子４１５、４１６を近接導電部から絶縁できる。フルブリッジモジュラＰＯＬデバイス４００を少なくとも部分的に囲うために、ベースプレート４２５にカバー（図示せず）を取り付けることができる。
同様に、非限定的な態様において、３つの第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１を、３相ブリッジ電力変換器デバイスを協調して定めるようにモジュール的に配置できる。例えば、図６は、参考のため従来の３相ブリッジ電力変換器回路６３の電気概略図を描く。認識されるであろうように、３相ブリッジ電力変換器回路６３は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴデバイスとして描かれる、３対の相補型半導体スイッチングデバイス２４を備える。３対の半導体スイッチングデバイス２４は、第１の半導体スイッチングデバイス２４ａ、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂ、第３の半導体スイッチングデバイス２４ｃ、第４の半導体スイッチングデバイス２４ｄ、第５の半導体スイッチングデバイス２４ｅおよび第６の半導体スイッチングデバイス２４ｆをそれぞれ含むことができる。６つの半導体スイッチングデバイス２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆの各々は、それぞれのソース端子Ｓ、ゲート端子Ｇおよびドレイン端子Ｄを備えることができる。
図６に図示されるように、第１の半導体スイッチングデバイス２４ａの第１のソース端子Ｓ１は、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のドレイン端子Ｄ２に電気結合されて、第１のＡＣ出力端子４５（Ｓ１／Ｄ２）を定める。第３の半導体スイッチングデバイス２４ｃの第１のソース端子Ｓ１は、第４の半導体スイッチングデバイス２４ｄの第２のドレイン端子Ｄ２に電気結合されて、第２のＡＣ出力端子４６（Ｓ１／Ｄ２）を定める。第１の半導体スイッチングデバイス２４ａの第１のドレイン端子Ｄ１および第３の半導体スイッチングデバイス２４ｃの第１のドレイン端子Ｄ１を電気結合するように第１の導電線４７を配置できる。第２の導電線４８は、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のソース端子Ｓ２および第４の半導体スイッチングデバイス２４ｄの第２のソース端子Ｓ２を電気結合できる。追加的に、３相ブリッジ変換器回路６３のために、第５の半導体スイッチングデバイス２４ｅの第１のソース端子Ｓ１は、第６の半導体スイッチングデバイス２４ｆの第２のドレイン端子Ｄ２に電気的に結合されて、第３のＡＣ出力端子４９（Ｓ１／Ｄ２）を定める。第３の半導体スイッチングデバイス２４ｃの第１のドレイン端子Ｄ１および第５の半導体スイッチングデバイス２４ｅの第１のドレイン端子Ｄ１を電気結合するように第３の導電線６７を配置できる。第４の導電線６８が、第４の半導体スイッチングデバイス２４ｄの第２のソース端子Ｓ２および第６の半導体スイッチングデバイス２４ｆの第２のソース端子Ｓ２を電気結合できる。
動作時、第２の半導体スイッチングデバイス２４ｂの第２のソース端子Ｓ２および第４の半導体スイッチングデバイス２４ｄの第２のソース端子Ｓ２および第６の半導体スイッチングデバイス２４ｆの第２のソース端子Ｓ２に正のＤＣ電圧（＋Ｖ）を提供できる。負のＤＣ電圧（－Ｖ）を、第１の半導体スイッチングデバイス２４ａの第１のドレイン端子Ｄ１および第３の半導体スイッチングデバイス２４ｃの第１のドレイン端子Ｄ１および第５の半導体スイッチングデバイス２４ｅ第１のドレイン端子Ｄ１に提供され得る。６つの半導体スイッチングデバイス２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆのそれぞれのゲート端子Ｇ１、Ｇ２は、半導体スイッチングデバイス２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆを所定の周波数で導通および非導通状態間で動作させて、それによって第１のＡＣ出力端子４５、第２のＡＣ出力端子４６および第３のＡＣ出力端子４９にわたって正弦波形または３相ＡＣ出力を提供するように構成される１つまたは複数のゲートドライバデバイスまたは回路（図示せず）に通信的に結合できる。
図７は、３相ブリッジモジュラＰＯＬデバイス７００の非限定的な態様を描く。非限定的な態様において、３相ブリッジモジュラＰＯＬデバイス７００は、フルブリッジ電力変換器回路を備えることができる。３相ブリッジモジュラＰＯＬデバイス７００は、３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１を協調して定めるように選択および配置される３つのハーフブリッジＰＯＬ部品３０１（図３Ｂを参照のこと）を備えることができる。３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１は、３相ブリッジモジュラＰＯＬデバイス７００を形成するために共通の電気絶縁性ベースプレート７２５に実装できる。例えば、非限定的な態様において、第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｂおよび第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｃを含む３つの第１のハーフブリッジＰＯＬアセンブリを組み立てることができ、そして３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１を協調して定めるために互いに電気結合できる。３相ブリッジモジュラＰＯＬデバイス７００を定めるために、３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１を共通の電気絶縁性ベースプレート７２５上に組み立てることができる。第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｂおよび第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｃの選択は、所定のＡＣ電力出力変換需要に基づくことができる。
図７は、３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１を定める第１、第２および第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃを単一または単位の共通の電気絶縁性ベースプレート７２５上に設けられているとして描くが、他の態様がそのように限定されないことが認識されるであろう。他の非限定的な態様において、共通の電気絶縁性ベースプレート７２５は、共に選択的に結合されて、共通の電気絶縁性ベースプレート７２５を形成または画定するように配置される一組の絶縁ベースプレートセグメント（図示せず）を備えることができる。
３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１の非限定的な態様は、それから延びる一組のＤＣ入力端子７１０を含むことができる。一組のＤＣ入力端子７１０は、第１のＤＣ入力端子７１１および第２のＤＣ入力端子７１２を含むことができる。例えば、３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１の第１のＤＣ入力端子７１１は、互いに電気結合される、第１、第２および第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃのそれぞれの第１のＤＣ入力端子３１１（図３Ｂに描かれる）を含むことができる。同じく、非限定的な態様において、３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１の第２のＤＣ入力端子７１２は、互いに電気結合される、第１、第２および第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃのそれぞれの第２のＤＣ入力端子３１２（図３Ｂに描かれる）を含むことができる。追加的に、３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１の非限定的な態様は、それから延びる第１のＡＣ出力端子７１５、第２のＡＣ出力端子７１６および第３のＡＣ出力端子７１７を更に含むことができる。非限定的な態様において、第１のＡＣ出力端子７１５は、第１のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａの第１のＡＣ出力端子３１５に相当することができる一方で、第２のＡＣ出力端子７１６は、第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｂの第１のＡＣ出力端子３１５に相当することができ、そして第３のＡＣ出力端子７１７は第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｃの第１のＡＣ出力端子３１５に相当することができる。
非限定的な態様において、３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１の第１、第２および第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃは、第１、第２および第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃのそれぞれのドレイン端子Ｄ１に電気結合されるそれぞれの第１のＤＣ入力端子７１１を含むことができる。第１の導電部材４７７は、第１および第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂのそれぞれの第１のＤＣ入力端子７１１間に設けられてそれぞれの第１のＤＣ入力端子７１１に電気結合でき、そして第２および第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｂ、３０１ｃのそれぞれの第１のＤＣ入力端子７１１間に第３の導電部材４７９が設けられてそれぞれの第１のＤＣ入力端子７１１に電気結合され、３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１の第１のＤＣ入力端子７１１を協調して定めることができる。このようにして、第１および第３の導電部材４７７、４７９、ならびに第１、第２および第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃのそれぞれの第１のＤＣ入力端子３１１は、ノードとして共に電気結合されて、第１のＤＣ入力端子７１１を定める。
非限定的な態様において、３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１の第１、第２および第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃは、第１、第２および第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃのそれぞれの第２のソース端子Ｓ２に電気結合されるそれぞれの第２のＤＣ入力端子３１２を含むことができる。第２の導電部材４７８は、第１および第２のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ａ、３０１ｂのそれぞれの第２のＤＣ入力端子３１２の間に設けられてそれぞれの第２のＤＣ入力端子３１２に電気結合でき、そして第２および第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｂ、３０１ｃのそれぞれの第２のＤＣ入力端子３１２の間に第４の導電部材４８０が設けられて電気結合され、３相ブリッジＰＯＬモジュール７０１の第２のＤＣ入力端子７１２を協調して定めることができる。このようにして、第２および第４の導電部材４７８、４８０、ならびに第２および第３のハーフブリッジＰＯＬ部品３０１ｂ、３０１ｃのそれぞれの第２のＤＣ入力端子３１２は、ノードとして共に電気結合されて、第２のＤＣ入力端子７１２を定める。
ＤＣ入力端子７１０の各々は、例えばそれぞれの入力導体（図示せず）と導通接続するための機械ねじ型インタフェースを受けるように構成または適合できる。第１および第２のＤＣ入力端子７１１、７１２間の導電接触を防止する一方で、第１および第２のＤＣ入力端子７１１、７１２が互いに非導電的に当接できるようにするために、第１のＤＣ入力端子７１１と第２のＤＣ入力端子７１２との間に電気絶縁材料（例えば、絶縁シート）を備える非導電または第３の電気絶縁性層７１３を設けることができる。非限定的な態様において、非導電層は、第１のＤＣ入力端子７１１、第２のＤＣ入力端子７１２または両方に設けられる非導電粉末被覆を含むことができる。更に他の非限定的な態様において、第３の電気絶縁性層７１３は、第１のＤＣ入力端子７１１と第２のＤＣ入力端子７１２との間のエアギャップまたは空間を備えることができる。
第１、第２および第３のＡＣ出力端子７１５、７１６、７１７の各々は、例えばそれぞれの入力導体（図示せず）と導通接続するためのそれぞれの機械ねじ型インタフェースを受けるように構成または適合できる。第１、第２および第３のＡＣ出力端子７１５、７１６、７１７のコネクタ部分にわたってそれぞれの導電面７４６を、ならびに第１、第２および第３のＡＣ出力端子７１５、７１６、７１７の別の部分にわたってそれぞれの非導電面７４８を配置できる。それぞれの非導電面７４８は、例えば、第１、第２および第３のＡＣ出力端子７１５、７１６、７１７を近接導電部から絶縁できる。３相ブリッジモジュラＰＯＬデバイス７００を少なくとも部分的に囲うために、共通の電気絶縁性ベースプレート７２５にカバー（図示せず）を取り付けることができる。
図８は、モジュラＰＯＬデバイス、例えば図３ＢのハーフブリッジモジュラＰＯＬデバイス３００を構成する方法８００の非限定的な例を例示する。方法８００は、ステップ８１０で、ＡＣ電力出力変換需要を決定することによって始まることができる。例えば、ＡＣ電力出力需要は、負荷に供給されることになる所望または所定の電力信号であることができる。様々な非限定的な態様のための特定のＡＣ電力出力需要が既定の電気負荷であることができることが認識されるであろう。ＡＣ電力出力需要は、ＤＣ電気信号のＡＣ電気信号への変換に基づくことができる。方法８００は、続いてステップ８２０で、第１の側２１ａおよび反対の第２の側２１ｂを有する誘電層２１と、誘電層の第１の側２１ａに設けられる表導電層１４と、それぞれのソース端子を備える第１の側２７およびそれぞれのドレイン端子を備える反対の第２の側を各々有する一組の半導体スイッチングデバイス２４であって、誘電層の第２の側２１ｂに設けられかつ第１のハーフブリッジ変換器回路を定めるように配置され、表導電層１４が誘電層２１を通って各それぞれのソース端子に電気接続される、一組の半導体スイッチングデバイス２４と、誘電層２１の第２の側２１ｂに向き、一組の半導体スイッチングデバイス２４の各それぞれのドレイン端子に電気結合される第１の面８ａおよび反対の第２の面８ｂを有する電気伝導性基板８と、半導体スイッチングデバイス２４のうちの第１の１つのそれぞれのソース端子に電気結合される第１のＤＣ入力端子３１１と、半導体スイッチングデバイス２４のうちの第２の１つのそれぞれのドレイン端子に電気結合される第２のＤＣ入力端子３１２と、半導体スイッチングデバイス２４のうちの第１の１つのそれぞれのドレイン端子および半導体スイッチングデバイス２４のうちの第２の１つのソース端子に電気結合される第１のＡＣ出力端子３１５と、導電基板８の第２の面８ｂに向いて結合される電気絶縁性ベースプレート３２５とを備える第１の構成を有する一組の第１のモジュラＰＯＬ部品３０１を、ＡＣ電力出力変換需要に基づいて選択できる。
方法８００は、続いてステップ８３０で、フルブリッジ変換器回路および３相ブリッジ変換器回路のうちの１つを定めるために各選択された第１のモジュラＰＯＬ部品３０１のそれぞれの第１のＤＣ入力端子３１１、３１２を共に、かつ各選択された第１のモジュラＰＯＬ部品３０１のそれぞれの第２のＤＣ入力端子を共に電気結合できる。
方法８００は、ステップ８４０で、選択された一組の第１のモジュラＰＯＬ部品を共通の電気絶縁性ベースプレート３２５上に実装することも含むことができる。
方法の各部分が異なる論理順序で進むことができることが理解されるので、描かれたシーケンスは単に例示目的であり、決して方法８００を限定するものではなく、追加もしくは介在部分を含むことができ、または方法の記載部分を複数部分へ分割でき、もしくは記載された方法を損なうことなく方法の記載部分を省略できる。
まだ記載されていない範囲で、様々な態様の異なる特徴および構造を要望通り互いに組み合わせて使用できる。１つの特徴が全ての態様に例示されるわけではないことは、それが含まれないと解釈されるべきではなく、説明の簡潔さのためになされるものである。そのため、異なる態様の様々な特徴を要望通り合わせて調和させ、新たな態様が明記されようがされまいが、本開示の新たな態様を形成できる。本明細書に記載される特徴の全ての組合せまたは入替えは、本開示によって包含される。
本明細書に開示される態様は、直接接合銅基板上に組み立てられてハーフブリッジ構成のビルディングブロックを形成するハーフブリッジＰＯＬモジュールを提供する。この配置は、高速スイッチングおよび高電力密度のための低インダクタンスおよび小フォームファクタを有するＰＯＬ構造を有利にも提供する。加えて、本明細書に開示される態様は、モジュラ「ビルディングブロック」配置が単にＰＯＬタイル数を変えることによって容易かつ簡単に構成可能である低インダクタンスＰＯＬモジュールを可能にすることを可能にする。本開示において、同じハーフブリッジビルディングブロックを使用して少なくとも３種類のＰＯＬモジュール、すなわちハーフブリッジモジュール、フルブリッジモジュールおよび３相モジュールが可能にされる。上記の態様において実現できる１つの利点は、上記した態様が以前のこのようなＰＯＬモジュールよりも製造費用および時間を削減したということである。
まだ記載されていない範囲で、様々な態様の異なる特徴および構造を要望通り互いに組み合わせて使用できる。１つの特徴を全ての態様で例示できるわけではないことは、それができないと解釈されるべきではなく、説明の簡潔さのためになされるものである。そのため、異なる態様の様々な特徴を要望通り合わせて調和させ、新たな態様が明記されようがされまいが、新たな態様を形成できる。本明細書に記載される特徴の組合せまたは入替えは、本開示によって包含される。
本明細書は、最良の形態を含め、本開示の態様を開示するために、ならびに当業者が、いずれかのデバイスまたはシステムを製作して使用することおよびいずれかの組み込まれた方法を行うことを含め、本開示の態様を実施することを可能にするために、例を使用する。上記説明にまたは添付図面に開示される特徴は、本開示をその多様な形態で実現するために、別々でも任意の組合せでも、実質的であることができる。
本開示の様々な特性、態様および利点は、列挙された態様に定められる以下の技術的解決策を含むがこれらに限定されない、本開示の態様のいかなる入替えでも具現化され得る：
１．モジュラパワーオーバレイ（ＰＯＬ）デバイスであって、第１のＰＯＬ部品を備え、第１のＰＯＬ部品が、第１の側および反対の第２の側を有する第１の誘電層と、第１の誘電層の第１の側に設けられる第１の導電層と、それぞれのソース端子、ドレイン端子およびゲート端子を各々備える一組の第１の半導体スイッチングデバイスであり、第１の誘電層の第２の側に設けられかつ第１のハーフブリッジ変換器回路を協調して定めるように配置され、第１の導電層が第１の誘電層を通って各それぞれのソース端子に電気結合される、一組の第１の半導体スイッチングデバイスと、一組の第１の半導体スイッチングデバイスに向き、一組の第１の半導体スイッチングデバイスの各それぞれのゲート端子に電気結合される第１の側および反対の第２の側を有する第１の電気伝導性基板と、第１の半導体スイッチングデバイスのうちの第１の１つのそれぞれのドレイン端子に電気結合される第１のＤＣ入力端子を含む第１のＤＣ入力ノードと、第１の半導体スイッチングデバイスのうちの第２の１つのそれぞれのソース端子に電気結合される第２のＤＣ入力端子を含む第２のＤＣ入力ノードと、第１の半導体スイッチングデバイスのうちの第１の１つのそれぞれのソース端子および第１の半導体スイッチングデバイスのうちの第２の１つのドレイン端子に電気結合される第１のＡＣ出力端子と、電気伝導性基板の第２の側に向いて結合される電気絶縁性ベースプレートとを備える、モジュラＰＯＬデバイス。
２．第１のＡＣ出力端子が第１の導電層上に設けられて、それに結合される、第１項のモジュラＰＯＬデバイス。
３．第１のＤＣ入力端子および第２のＤＣ入力端子が第１の導電層上に設けられる、第１または第２項のモジュラＰＯＬデバイス。
４．第１のＤＣ入力端子と第２のＤＣ入力端子との間に設けられる第１の電気絶縁性層を更に備える、第１から第３項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
５．電気絶縁性ベースプレートに結合される第２のＰＯＬ部品を更に備え、第２のＰＯＬ部品が、第１の側および反対の第２の側を有する第２の誘電層と、第２の誘電層の第１の側に設けられる第２の導電層と、それぞれのソース端子、ドレイン端子およびゲート端子を各々有する一組の第２の半導体スイッチングデバイスであり、第２の誘電層の第２の側に設けられかつ第２のハーフブリッジ変換器回路を協調して定めるように配置され、第２の導電層が第２の誘電層を通って各それぞれのソース端子に電気結合される、一組の第２の半導体スイッチングデバイスと、一組の第２の半導体スイッチングデバイスに向き、一組の第２の半導体スイッチングデバイスの各それぞれのゲート端子に電気結合される第１の側および反対の第２の側を有する第２の電気伝導性基板と、第２の半導体スイッチングデバイスのうちの第１の１つのそれぞれのドレイン端子に結合される第３のＤＣ入力端子と、第２の半導体スイッチングデバイスのうちの第２の１つのそれぞれのソース端子に結合される第４のＤＣ入力端子と、第２の半導体スイッチングデバイスのうちの第１の１つのそれぞれのドレイン端子および第２の半導体スイッチングデバイスのうちの第２の１つのソース端子に電気結合される第２のＡＣ出力端子とを備え、第２のＰＯＬ部品が第１のＰＯＬ部品に電気結合されてフルブリッジ変換器回路を協調して定める、第１から第４項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
６．第１のＰＯＬ部品の第１のＤＣ入力端子が第１の導電部材によって第２のＰＯＬ部品の第３のＤＣ入力端子に電気結合されて第１のＤＣ入力ノードを定める、第１から第５項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
７．第１のＰＯＬ部品の第２のＤＣ入力端子が第２の導電部材によって第２のＰＯＬ部品の第４のＤＣ入力端子に結合されて第２のＤＣ入力ノードを定める、第１から第６項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
８．第２のＡＣ出力端子が第２の導電層上に設けられる、第１から第７項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
９．第２のＰＯＬ部品の第３のＤＣ入力端子および第２のＰＯＬ部品の第４のＤＣ入力端子が第２の導電層上に設けられる、第１から第８項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
１０．第２のＰＯＬ部品の第３のＤＣ入力端子と第２のＰＯＬ部品の第４のＤＣ入力端子との間に設けられる第２の電気絶縁性層を更に備える、第１から第９項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
１１．電気絶縁性ベースプレートに結合される第３のＰＯＬ部品を更に備え、第３のＰＯＬ部品が、第１の側および反対の第２の側を有する第３の誘電層と、第１の誘電層の第１の側に設けられる第３の導電層と、それぞれのソース端子、ドレイン端子およびゲート端子を各々有する一組の第３の半導体スイッチングデバイスであり、第３の誘電層の第２の側に設けられかつ第３のハーフブリッジ変換器回路を協調して定めるように配置され、第３の導電層が第３の誘電層を通って各それぞれのソース端子に電気結合される、一組の第３の半導体スイッチングデバイスと、一組の第３の半導体スイッチングデバイスに向き、一組の第３の半導体スイッチングデバイスの各それぞれのゲート端子に電気結合される第１の側および反対の第２の側を有する第３の電気伝導性基板と、第３の半導体スイッチングデバイスのうちの第１の１つのそれぞれのドレイン端子に結合される第５のＤＣ入力端子と、第３の半導体スイッチングデバイスのうちの第２の１つのそれぞれのソース端子に結合される第６のＤＣ入力端子と、第３の半導体スイッチングデバイスのうちの第１の１つのそれぞれのドレイン端子および第３の半導体スイッチングデバイスのうちの第２の１つのソース端子に電気結合される第３のＡＣ出力端子とを備え、第３のＰＯＬ部品が第２のＰＯＬ部品に電気結合されて３相ブリッジ変換器回路を協調して定める、第１から第１０項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
１２．第３のＰＯＬ部品の第５のＤＣ入力端子が第２のＰＯＬ部品の第３のＤＣ入力端子に電気結合される、第１から第１１項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
１３．第３のＰＯＬ部品の第６のＤＣ入力端子が第２のＰＯＬ部品の第４のＤＣ入力端子に結合される、第１から第１２項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
１４．第３のＡＣ出力端子が第３の導電層上に設けられる、第１から第１３項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
１５．第３のＰＯＬ部品の第５のＤＣ入力端子および第３のＰＯＬ部品の第６のＤＣ入力端子が第３の導電層上に設けられる、第１から第１４項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
１６．第３のＰＯＬ部品の第５のＤＣ入力端子と第３のＰＯＬ部品の第６のＤＣ入力端子との間に設けられる第３の電気絶縁性層を更に備える、第１から第１５項のいずれか一項のモジュラＰＯＬデバイス。
１７．モジュラＰＯＬデバイスを構成する方法であって、第１の構成を有する一組の第１のモジュラＰＯＬ部品を選択するステップであり、第１の構成が、第１の側および反対の第２の側を有する第１の誘電層と、第１の誘電層の第１の側に設けられる第１の導電層と、それぞれのソース端子、ドレイン端子およびゲート端子を各々有する一組の第１の半導体スイッチングデバイスであり、第１の誘電層の第２の側に設けられかつ第１のハーフブリッジ変換器回路を協調して定めるように配置され、第１の導電層が第１の誘電層を通って各それぞれのソース端子に電気結合される、一組の第１の半導体スイッチングデバイスと、一組の第１の半導体スイッチングデバイスに向き、一組の第１の半導体スイッチングデバイスの各それぞれのゲート端子に電気結合される第１の側および反対の第２の側を有する第１の電気伝導性基板と、第１の半導体スイッチングデバイスのうちの第１の１つのそれぞれのソース端子に電気結合される第１のＤＣ入力端子と、第１の半導体スイッチングデバイスのうちの第２の１つのそれぞれのドレイン端子に電気結合される第２のＤＣ入力端子と、第１の半導体スイッチングデバイスのうちの第１の１つのそれぞれのドレイン端子および第１の半導体スイッチングデバイスのうちの第２の１つのソース端子に電気結合される第１のＡＣ出力端子とを備える、ステップと、一組の第１のモジュラＰＯＬ部品のそれぞれの第１のＤＣ入力端子を共に電気結合して第１のＤＣ入力ノードを定め、かつ一組の第１のモジュラＰＯＬ部品のそれぞれの第２のＤＣ入力端子を共に電気結合して第２のＤＣ入力ノードを定めるステップと、一組の第１のモジュラＰＯＬ部品を電気絶縁性の共通ベースプレート上に実装するステップとを含む、方法。
１８．一組の第１のモジュラＰＯＬ部品のそれぞれの第１のＤＣ入力端子を共に電気結合するステップが少なくとも１つの第１の電気伝導性部材を介する、第１７項の方法。
１９．一組の第１のモジュラＰＯＬ部品のそれぞれの第２のＤＣ入力端子を共に電気結合するステップが少なくとも１つの第２の電気伝導性部材を介する、第１７または第１８項の方法。
２０．ＡＣ電力出力変換需要を決定するステップを更に含み、一組の第１のモジュラＰＯＬ部品を選択するステップがＡＣ電力出力変換需要に基づく、第１７から第１９項のいずれか一項の方法。
８ 電気伝導性基板、導電基板
８ａ 第１の面
８ｂ 第２の面
９ ＰＯＬサブアセンブリ
１０ 第１のＰＯＬ部品
１２ 等角図
１３ 表部分
１４ 表導電層、表電気伝導性層
１６ 導電トレース
１７ 等角図
１９ 裏返し等角図
２０ 開口
２０ａ ビア
２１ 電気絶縁性または非導電誘電層
２１ａ 第１の側
２１ｂ 第２の側
２２ 底部分
２３ 電気デバイス
２４ 半導体スイッチングデバイス
２４ａ 第１の半導体スイッチングデバイス
２４ｂ 第２の半導体スイッチングデバイス
２４ｃ 第３の半導体スイッチングデバイス
２４ｄ 第４の半導体スイッチングデバイス
２４ｅ 第５の半導体スイッチングデバイス
２４ｆ 第６の半導体スイッチングデバイス
２５ ハーフブリッジ変換器回路
２６ 整流部品
２７ 第１の側
２８ ゲートドライバデバイス
４３ フルブリッジ変換器回路
４４ 導電シム
４５ 第１のＡＣ出力端子
４６ 第２のＡＣ出力端子
４７ 第１の導電線
４８ 第２の導電線
４９ 第３のＡＣ出力端子
６３ ３相ブリッジ電力変換器回路、３相ブリッジ変換器回路
６７ 第３の導電線
６８ 第４の導電線
３００ ハーフブリッジモジュラＰＯＬデバイス
３０１ 第１のハーフブリッジＰＯＬ部品
３０１ａ 第１のハーフブリッジＰＯＬ部品
３０１ｂ 第２のハーフブリッジＰＯＬ部品
３０１ｃ 第３のハーフブリッジＰＯＬ部品
３０９ 第１のＤＣ入力ノード
３１０ 第２のＤＣ入力ノード
３１１ 第１のＤＣ入力端子
３１２ 第２のＤＣ入力端子
３１３ 第１の電気絶縁性層
３１５ 第１のＡＣ出力端子
３１７ 導電面部分
３１９ 非導電面部分
３２５ 電気絶縁性または非導電ベースプレート、電気絶縁性ベースプレート
３４６ ピンアウトアセンブリ
４００ フルブリッジモジュラＰＯＬデバイス
４０１ フルブリッジＰＯＬモジュール
４０９ 第１のＤＣ入力ノード
４１０ 第２のＤＣ入力ノード
４１１ 第１のＤＣ入力端子
４１２ 第２のＤＣ入力端子
４１３ 第２の電気絶縁性層
４１５ 第１のＡＣ出力端子
４１６ 第２のＡＣ出力端子
４２５ 電気絶縁性ベースプレート
４４６ 導電面
４４８ 非導電面
４７７ 第１の導電部材
４７７ａ 第１の端部
４７７ｂ 第２の端部
４７８ 第２の導電部材
４７８ａ 第１の端部
４７８ｂ 第２の端部
４７９ 第３の導電部材
４８０ 第４の導電部材
７００ ３相ブリッジモジュラＰＯＬデバイス
７０１ ３相ブリッジＰＯＬモジュール
７１０ ＤＣ入力端子
７１１ 第１のＤＣ入力端子
７１２ 第２のＤＣ入力端子
７１３ 第３の電気絶縁性層
７１５ 第１のＡＣ出力端子
７１６ 第２のＡＣ出力端子
７１７ 第３のＡＣ出力端子
７２５ 電気絶縁性ベースプレート
７４６ 導電面
７４８ 非導電面
Ｄ ドレイン端子
Ｄ１ 第１のドレイン端子
Ｄ２ 第２のドレイン端子
Ｇ ゲート端子
Ｇ１ 第１のゲート端子
Ｇ２ 第２のゲート端子
Ｓ ソース端子
Ｓ１ 第１のソース端子
Ｓ１／Ｄ２ 単相ＡＣ出力ノードもしくは端子
Ｓ２ 第２のソース端子

Claims (20)

  1. モジュラパワーオーバレイ（ＰＯＬ）デバイスであって、
    第１のＰＯＬ部品を備え、前記第１のＰＯＬ部品が、
    第１の側および反対の第２の側を有する第１の誘電層と、
    前記第１の誘電層の第１の側に設けられる第１の導電層と、
    それぞれのソース端子、ドレイン端子およびゲート端子を各々備える一組の第１の半導体スイッチングデバイスであり、前記第１の誘電層の第２の側に設けられかつ第１のハーフブリッジ変換器回路を協調して定めるように配置され、前記第１の導電層が前記第１の誘電層を通って各それぞれのソース端子に電気結合される、一組の第１の半導体スイッチングデバイスと、
    前記一組の第１の半導体スイッチングデバイスに向き、前記一組の第１の半導体スイッチングデバイスの各それぞれのゲート端子に電気結合される第１の側および反対の第２の側を有する第１の電気伝導性基板と、
    前記第１の半導体スイッチングデバイスのうちの第１の１つのそれぞれのドレイン端子に電気結合される第１のＤＣ入力端子を含む第１のＤＣ入力ノードと、
    前記第１の半導体スイッチングデバイスのうちの第２の１つのそれぞれのソース端子に電気結合される第２のＤＣ入力端子を含む第２のＤＣ入力ノードと、
    前記第１の半導体スイッチングデバイスのうちの前記第１の１つのそれぞれのソース端子および前記第１の半導体スイッチングデバイスのうちの前記第２の１つのドレイン端子に電気結合される第１のＡＣ出力端子と、
    前記電気伝導性基板の第２の側に向いて結合される電気絶縁性ベースプレートとを備える、モジュラＰＯＬデバイス。
  2. 前記第１のＡＣ出力端子が前記第１の導電層上に設けられて、それに結合される、請求項１に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  3. 前記第１のＤＣ入力端子および前記第２のＤＣ入力端子が前記第１の導電層上に設けられる、請求項１に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  4. 前記第１のＤＣ入力端子と前記第２のＤＣ入力端子との間に設けられる第１の電気絶縁性層を更に備える、請求項３に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  5. 前記電気絶縁性ベースプレートに結合される第２のＰＯＬ部品を更に備え、前記第２のＰＯＬ部品が、
    第１の側および反対の第２の側を有する第２の誘電層と、
    前記第２の誘電層の第１の側に設けられる第２の導電層と、
    それぞれのソース端子、ドレイン端子およびゲート端子を各々有する一組の第２の半導体スイッチングデバイスであり、前記第２の誘電層の第２の側に設けられかつ第２のハーフブリッジ変換器回路を協調して定めるように配置され、前記第２の導電層が前記第２の誘電層を通って各それぞれのソース端子に電気結合される、一組の第２の半導体スイッチングデバイスと、
    前記一組の第２の半導体スイッチングデバイスに向き、前記一組の第２の半導体スイッチングデバイスの各それぞれのゲート端子に電気結合される第１の側および反対の第２の側を有する第２の電気伝導性基板と、
    前記第２の半導体スイッチングデバイスのうちの第１の１つのそれぞれのドレイン端子に結合される第３のＤＣ入力端子と、
    前記第２の半導体スイッチングデバイスのうちの第２の１つのそれぞれのソース端子に結合される第４のＤＣ入力端子と、
    前記第２の半導体スイッチングデバイスのうちの前記第１の１つのそれぞれのドレイン端子および前記第２の半導体スイッチングデバイスのうちの前記第２の１つのソース端子に電気結合される第２のＡＣ出力端子とを備え、
    前記第２のＰＯＬ部品が前記第１のＰＯＬ部品に電気結合されてフルブリッジ変換器回路を協調して定める、請求項１に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  6. 前記第１のＰＯＬ部品の前記第１のＤＣ入力端子が第１の導電部材によって前記第２のＰＯＬ部品の前記第３のＤＣ入力端子に電気結合されて前記第１のＤＣ入力ノードを定める、請求項５に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  7. 前記第１のＰＯＬ部品の前記第２のＤＣ入力端子が第２の導電部材によって前記第２のＰＯＬ部品の前記第４のＤＣ入力端子に結合されて前記第２のＤＣ入力ノードを定める、請求項６に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  8. 前記第２のＡＣ出力端子が前記第２の導電層上に設けられる、請求項５に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  9. 前記第２のＰＯＬ部品の前記第３のＤＣ入力端子および前記第２のＰＯＬ部品の前記第４のＤＣ入力端子が前記第２の導電層上に設けられる、請求項５に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  10. 前記第２のＰＯＬ部品の前記第３のＤＣ入力端子と前記第２のＰＯＬ部品の前記第４のＤＣ入力端子との間に設けられる第２の電気絶縁性層を更に備える、請求項９に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  11. 前記電気絶縁性ベースプレートに結合される第３のＰＯＬ部品を更に備え、前記第３のＰＯＬ部品が、
    第１の側および反対の第２の側を有する第３の誘電層と、
    前記第１の誘電層の第１の側に設けられる第３の導電層と、
    それぞれのソース端子、ドレイン端子およびゲート端子を各々有する一組の第３の半導体スイッチングデバイスであり、前記第２の誘電層の第２の側に設けられかつ第３のハーフブリッジ変換器回路を協調して定めるように配置され、前記第３の導電層が前記第３の誘電層を通って各それぞれのソース端子に電気結合される、一組の第３の半導体スイッチングデバイスと、
    前記一組の第３の半導体スイッチングデバイスに向き、前記一組の第３の半導体スイッチングデバイスの各それぞれのゲート端子に電気結合される第１の側および反対の第２の側を有する第３の電気伝導性基板と、
    前記第３の半導体スイッチングデバイスのうちの第１の１つのそれぞれのドレイン端子に結合される第５のＤＣ入力端子と、
    前記第３の半導体スイッチングデバイスのうちの第２の１つのそれぞれのソース端子に結合される第６のＤＣ入力端子と、
    前記第３の半導体スイッチングデバイスのうちの前記第１の１つのそれぞれのドレイン端子および前記第３の半導体スイッチングデバイスのうちの前記第２の１つのソース端子に電気結合される第３のＡＣ出力端子とを備え、
    前記第３のＰＯＬ部品が前記第２のＰＯＬ部品に電気結合されて３相ブリッジ変換器回路を協調して定める、請求項６に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  12. 前記第３のＰＯＬ部品の前記第５のＤＣ入力端子が前記第２のＰＯＬ部品の前記第３のＤＣ入力端子に電気結合される、請求項１１に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  13. 前記第３のＰＯＬ部品の前記第６のＤＣ入力端子が前記第２のＰＯＬ部品の前記第４のＤＣ入力端子に結合される、請求項１２に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  14. 前記第３のＡＣ出力端子が前記第３の導電層上に設けられる、請求項１１に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  15. 前記第３のＰＯＬ部品の前記第５のＤＣ入力端子および前記第３のＰＯＬ部品の前記第６のＤＣ入力端子が前記第３の導電層上に設けられる、請求項１１に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  16. 前記第３のＰＯＬ部品の前記第５のＤＣ入力端子と前記第３のＰＯＬ部品の前記第６のＤＣ入力端子との間に設けられる第３の電気絶縁性層を更に備える、請求項１１に記載のモジュラＰＯＬデバイス。
  17. モジュラＰＯＬデバイスを構成する方法であって、
    第１の構成を有する一組の第１のモジュラＰＯＬ部品を選択するステップであり、前記第１の構成が、
    第１の側および反対の第２の側を有する第１の誘電層と、
    前記第１の誘電層の第１の側に設けられる第１の導電層と、
    それぞれのソース端子、ドレイン端子およびゲート端子を各々有する一組の第１の半導体スイッチングデバイスであり、前記第１の誘電層の第２の側に設けられかつ第１のハーフブリッジ変換器回路を協調して定めるように配置され、前記第１の導電層が前記第１の誘電層を通って各それぞれのソース端子に電気結合される、一組の第１の半導体スイッチングデバイスと、
    前記一組の第１の半導体スイッチングデバイスに向き、前記一組の第１の半導体スイッチングデバイスの各それぞれのゲート端子に電気結合される第１の側および反対の第２の側を有する第１の電気伝導性基板と、
    前記第１の半導体スイッチングデバイスのうちの第１の１つのそれぞれのソース端子に電気結合される第１のＤＣ入力端子と、
    前記第１の半導体スイッチングデバイスのうちの第２の１つのそれぞれのドレイン端子に電気結合される第２のＤＣ入力端子と、
    前記第１の半導体スイッチングデバイスのうちの前記第１の１つのそれぞれのドレイン端子および前記第１の半導体スイッチングデバイスのうちの前記第２の１つのソース端子に電気結合される第１のＡＣ出力端子とを備える、ステップと、
    前記一組の第１のモジュラＰＯＬ部品の前記それぞれの第１のＤＣ入力端子を共に電気結合して第１のＤＣ入力ノードを定め、かつ前記一組の第１のモジュラＰＯＬ部品の前記それぞれの第２のＤＣ入力端子を共に電気結合して第２のＤＣ入力ノードを定めるステップと、
    前記一組の第１のモジュラＰＯＬ部品を電気絶縁性の共通ベースプレート上に実装するステップとを含む、方法。
  18. 前記一組の第１のモジュラＰＯＬ部品の前記それぞれの第１のＤＣ入力端子を共に電気結合するステップが少なくとも１つの第１の電気伝導性部材を介する、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記一組の第１のモジュラＰＯＬ部品の前記それぞれの第２のＤＣ入力端子を共に電気結合するステップが少なくとも１つの第２の電気伝導性部材を介する、請求項１８に記載の方法。
  20. ＡＣ電力出力変換需要を決定するステップを更に含み、前記一組の第１のモジュラＰＯＬ部品を選択する前記ステップが前記ＡＣ電力出力変換需要に基づく、請求項１７に記載の方法。
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