JP2580804B2 - 電力変換装置用トランジスタモジュール - Google Patents
電力変換装置用トランジスタモジュールInfo
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
- H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
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- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トランジスタと、それらを保護するための
非対称素子およびコンデンサからなるスナバ回路とによ
って構成された電力変換装置に使用されるトランジスタ
モジュールに関する。
非対称素子およびコンデンサからなるスナバ回路とによ
って構成された電力変換装置に使用されるトランジスタ
モジュールに関する。
トランジスタを用いた電力変換装置用半導体装置は通
常モジュールとして作られ、トランジスタだけあるいは
トランジスタと並列または直列に接続され、トランジス
タと逆方向または同方向に電流を流すダイオードとから
なり、これらトランジスタとダイオードは同一の基板上
に固着され、さらに一つの容器に納められ、かつ主たる
電流を流すための外部端子とトランジスタを駆動するた
めの端子とが容器の外周部に設けられていた。
常モジュールとして作られ、トランジスタだけあるいは
トランジスタと並列または直列に接続され、トランジス
タと逆方向または同方向に電流を流すダイオードとから
なり、これらトランジスタとダイオードは同一の基板上
に固着され、さらに一つの容器に納められ、かつ主たる
電流を流すための外部端子とトランジスタを駆動するた
めの端子とが容器の外周部に設けられていた。
このようなトランジスタモジュールで構成される電力
変換装置においては、トランジスタのターンオフ時ある
いはダイオードの逆回復時に回路の浮遊インダクタンス
によって発生するサージ電圧が素子に印加され、素子が
破壊するおそれがある。またトランジスタの端子間の電
圧の立上り（dv/dt）が急峻な場合、他のトランジスタ
の誤動作あるいは制御回路の誤動作が起こることがあ
る。この対策としてトランジスタに並列に直列接続の抵
抗とコンデンサからなるＲ−Ｃスナバを接続する方法、
あるは並列接続されたダイオードと抵抗にコンデンサを
直列接続してなるＲ−Ｃ−Ｄスナバを接続する方法が知
られている。しかし、Ｒ−Ｃ−Ｄスナバでは、抵抗が大
形になること、スナバダイオードの順電圧降下が大きい
こと、スナバ回路のダイオードが逆回復する際に高いdv
/dtが生じるので制御回路に誤動作を生じるおそれがあ
ることなどの欠点があり、Ｒ−Ｃスナバは、コンデンサ
の蓄積電荷が抵抗を通じて放電するのでエネルギ損失が
大きいこと、抵抗が大形になることなどの欠点があり、
トランジスタモジュール内にスナバ回路を内蔵すること
は困難であった。これらの欠点を解決するため、本発明
者等の提案に係るトランジスタの端子間に順方向電圧降
下が小で逆方向電圧降下が大である非対称素子、例え
ば、定電圧ダイオードとコンデンサの直列回路を並列接
続する方法が、平成元年電気学会全国大会（平成元年４
月）に発表され、また特願平1-8311号明細書に記載され
ている。第８図はそのような回路の一例で、ダイオード
22が逆並列接続されたトランジスタ21のコレクタ・エミ
ッタ間に定電圧ダイオード23とコンデンサ24との直列回
路を並列接続したものである。
変換装置においては、トランジスタのターンオフ時ある
いはダイオードの逆回復時に回路の浮遊インダクタンス
によって発生するサージ電圧が素子に印加され、素子が
破壊するおそれがある。またトランジスタの端子間の電
圧の立上り（dv/dt）が急峻な場合、他のトランジスタ
の誤動作あるいは制御回路の誤動作が起こることがあ
る。この対策としてトランジスタに並列に直列接続の抵
抗とコンデンサからなるＲ−Ｃスナバを接続する方法、
あるは並列接続されたダイオードと抵抗にコンデンサを
直列接続してなるＲ−Ｃ−Ｄスナバを接続する方法が知
られている。しかし、Ｒ−Ｃ−Ｄスナバでは、抵抗が大
形になること、スナバダイオードの順電圧降下が大きい
こと、スナバ回路のダイオードが逆回復する際に高いdv
/dtが生じるので制御回路に誤動作を生じるおそれがあ
ることなどの欠点があり、Ｒ−Ｃスナバは、コンデンサ
の蓄積電荷が抵抗を通じて放電するのでエネルギ損失が
大きいこと、抵抗が大形になることなどの欠点があり、
トランジスタモジュール内にスナバ回路を内蔵すること
は困難であった。これらの欠点を解決するため、本発明
者等の提案に係るトランジスタの端子間に順方向電圧降
下が小で逆方向電圧降下が大である非対称素子、例え
ば、定電圧ダイオードとコンデンサの直列回路を並列接
続する方法が、平成元年電気学会全国大会（平成元年４
月）に発表され、また特願平1-8311号明細書に記載され
ている。第８図はそのような回路の一例で、ダイオード
22が逆並列接続されたトランジスタ21のコレクタ・エミ
ッタ間に定電圧ダイオード23とコンデンサ24との直列回
路を並列接続したものである。
これにより、トランジスタ21がターンオフして、その
コレクタ・エミッタ間電圧が直流電源（図示せず）の電
圧値まで上昇すると回路の浮遊インダクタンスに流れて
いた電流で、コンデンサとの共振が開始となって、スナ
バ回路に共振電流が流れる。この共振電流の極性のう
ち、定電圧ダイオード23のツェナ電圧が発生する電流極
性の時は、その定電圧ダイオード23がエネルギ消費する
ので、比較的短時間でこの共振電流を収束でき、その結
果、コンデンサ24の責務を軽減することができる。これ
により、スナバ用コンデンサの容量を抑制できると共に
スナバ用抵抗を省略できる。
コレクタ・エミッタ間電圧が直流電源（図示せず）の電
圧値まで上昇すると回路の浮遊インダクタンスに流れて
いた電流で、コンデンサとの共振が開始となって、スナ
バ回路に共振電流が流れる。この共振電流の極性のう
ち、定電圧ダイオード23のツェナ電圧が発生する電流極
性の時は、その定電圧ダイオード23がエネルギ消費する
ので、比較的短時間でこの共振電流を収束でき、その結
果、コンデンサ24の責務を軽減することができる。これ
により、スナバ用コンデンサの容量を抑制できると共に
スナバ用抵抗を省略できる。
このようなトランジスタモジュールを用いて電力変換
装置を構成する一例を第９図に示す。通常、この回路図
に示すようにブリッジ回路の上アーム用のトランジスタ
モジュール100及び下アーム用のトランジスタモジュー
ル101の２個を直列に接続した１アーム対110が単位とな
り、これらが並列に接続されて電力変換装置が構成され
る。
装置を構成する一例を第９図に示す。通常、この回路図
に示すようにブリッジ回路の上アーム用のトランジスタ
モジュール100及び下アーム用のトランジスタモジュー
ル101の２個を直列に接続した１アーム対110が単位とな
り、これらが並列に接続されて電力変換装置が構成され
る。
〔発明が解決しようとする課題〕 第８図に示すような回路を有するトランジスタモジュ
ールでは、トランジスタ21のコレクタ（Ｃ）端子と定電
圧ダイオード23のアノード（Ａ）端子を導体で接続し、
さらに定電圧ダイオード23のカソード（Ｋ）端子とトラ
ンジスタ21のエミッタ（Ｅ）端子との間にコンデンサ24
を接続していた。しかし、このような構成においては以
下の問題点があった。
ールでは、トランジスタ21のコレクタ（Ｃ）端子と定電
圧ダイオード23のアノード（Ａ）端子を導体で接続し、
さらに定電圧ダイオード23のカソード（Ｋ）端子とトラ
ンジスタ21のエミッタ（Ｅ）端子との間にコンデンサ24
を接続していた。しかし、このような構成においては以
下の問題点があった。
（１） 定電圧ダイオードが発熱するためこれを放熱さ
せなければならないが、一般にスナバ回路はトランジス
タ素子の容器の上部に設置される配線用導体に取り付け
られるため充分に放熱できず、大きなチップサイズの定
電圧ダイオード素子を必要とする。
せなければならないが、一般にスナバ回路はトランジス
タ素子の容器の上部に設置される配線用導体に取り付け
られるため充分に放熱できず、大きなチップサイズの定
電圧ダイオード素子を必要とする。
（２） 前記の問題を解決するため、トランジスタ素子
と同一冷却体上に定電圧ダイオード素子を取り付けた場
合、トランジスタ素子の端子との距離が長くなり、接続
のために別の配線用導体が必要となる。さらにコンデン
サとトランジスタの端子との間の配線が長くなり、これ
らの配線のもつインダクタンス分によりスナバ回路のサ
ージ電圧吸収効果が少なくなる。
と同一冷却体上に定電圧ダイオード素子を取り付けた場
合、トランジスタ素子の端子との距離が長くなり、接続
のために別の配線用導体が必要となる。さらにコンデン
サとトランジスタの端子との間の配線が長くなり、これ
らの配線のもつインダクタンス分によりスナバ回路のサ
ージ電圧吸収効果が少なくなる。
（３） トランジスタのコレクタ側に定電圧ダイオード
のアノード端子が接続されているため、エミッタ端子と
カソード端子間には、例えば、数百ボルト以上の電圧が
印加され、これら端子が取り付けられた容器はその絶縁
耐圧を満足する絶縁距離を必要として小形化が困難であ
る。
のアノード端子が接続されているため、エミッタ端子と
カソード端子間には、例えば、数百ボルト以上の電圧が
印加され、これら端子が取り付けられた容器はその絶縁
耐圧を満足する絶縁距離を必要として小形化が困難であ
る。
また、前記トランジスタモジュールを用いて電力変換
装置を構成する場合、例えば、第９図に示すようにブリ
ッジ回路の上アーム用のトランジスタモジュール100及
び下アーム用のトランジスタモジュール101の２個のモ
ジュールを直列に接続した１アーム110を単位としてこ
れらを並列に接続するが、１アーム対を構成する際、第
10図に示すように上アーム用のトランジスタモジュール
100のエミッタ端子61と下アーム用のトランジスタモジ
ュール101のコレクタ端子62を接続する導体70が上アー
ム用のトランジスタモジュールのベース端子63の上部を
通るため、この接続導体を流れるコレクタ電流の過渡的
変化による電磁誘導が上アーム用のトランジスタモジュ
ール100のベース配線に影響を与え、このトランジスタ
が誤動作を起こす問題があった。
装置を構成する場合、例えば、第９図に示すようにブリ
ッジ回路の上アーム用のトランジスタモジュール100及
び下アーム用のトランジスタモジュール101の２個のモ
ジュールを直列に接続した１アーム110を単位としてこ
れらを並列に接続するが、１アーム対を構成する際、第
10図に示すように上アーム用のトランジスタモジュール
100のエミッタ端子61と下アーム用のトランジスタモジ
ュール101のコレクタ端子62を接続する導体70が上アー
ム用のトランジスタモジュールのベース端子63の上部を
通るため、この接続導体を流れるコレクタ電流の過渡的
変化による電磁誘導が上アーム用のトランジスタモジュ
ール100のベース配線に影響を与え、このトランジスタ
が誤動作を起こす問題があった。
本発明の課題は前述の問題点を解決して、非対称素子
とコンデンサの直列回路からなるスナバ回路を有する電
力変換装置用トランジスタモジュールにおける配線のも
つインダクタンス分を低減するのに役立つと共に非対称
素子に発生する熱を充分放熱させることができ、更に、
エミッタ端子とカソード端子間に印加される電圧を低下
せしめたトランジスタモジュールを提供するものであ
る。
とコンデンサの直列回路からなるスナバ回路を有する電
力変換装置用トランジスタモジュールにおける配線のも
つインダクタンス分を低減するのに役立つと共に非対称
素子に発生する熱を充分放熱させることができ、更に、
エミッタ端子とカソード端子間に印加される電圧を低下
せしめたトランジスタモジュールを提供するものであ
る。
前述の課題を解決するために、本発明の電力変換装置
用トランジスタモジュールにおいては、スイッチング手
段としてのトランジスタと、該トランジスタに逆並列に
接続されるフリーホイリングダイオードと、前記トラン
ジスタの一端に接続されるスナバ用の定電圧ダイオード
とからなり、前記トランジスタ，フリーホイリングダイ
オードおよび定電圧ダイオードが一つの容器内に収容さ
れ、容器底板上の一つの接続導体に各素子の一つの電極
が固定され、各素子の他の電極はそれぞれ導線を介して
他の接続導体と接続され、その接続導体はそれぞれ容器
外に引き出されて外部端子を形成するようにする。更に
トランジスタと定電圧ダイオードとの接続が、トランジ
スタのコレクタと定電圧ダイオードのアノードまたはト
ランジスタのエミッタと定電圧ダイオードのカソードで
あるようにする。
用トランジスタモジュールにおいては、スイッチング手
段としてのトランジスタと、該トランジスタに逆並列に
接続されるフリーホイリングダイオードと、前記トラン
ジスタの一端に接続されるスナバ用の定電圧ダイオード
とからなり、前記トランジスタ，フリーホイリングダイ
オードおよび定電圧ダイオードが一つの容器内に収容さ
れ、容器底板上の一つの接続導体に各素子の一つの電極
が固定され、各素子の他の電極はそれぞれ導線を介して
他の接続導体と接続され、その接続導体はそれぞれ容器
外に引き出されて外部端子を形成するようにする。更に
トランジスタと定電圧ダイオードとの接続が、トランジ
スタのコレクタと定電圧ダイオードのアノードまたはト
ランジスタのエミッタと定電圧ダイオードのカソードで
あるようにする。
容器底板上の接続導体に固着される定電圧ダイオード
に発生する熱は、容器底板に冷却体を取付けることによ
り容易に放熱させることができる。そして定電圧ダイオ
ードはトランジスタに接近して固着できるので接続配線
が不要で、配線によるインダクタンス分が省略される。
さらに、非対称素子とコンデンサを接続する端子とトラ
ンジスタとコンデンサを接続する端子を接近して設ける
ことができるので、コンデンサの接続配線も短くするこ
とができ、この部分の配線インダクタンスも低減する。
に発生する熱は、容器底板に冷却体を取付けることによ
り容易に放熱させることができる。そして定電圧ダイオ
ードはトランジスタに接近して固着できるので接続配線
が不要で、配線によるインダクタンス分が省略される。
さらに、非対称素子とコンデンサを接続する端子とトラ
ンジスタとコンデンサを接続する端子を接近して設ける
ことができるので、コンデンサの接続配線も短くするこ
とができ、この部分の配線インダクタンスも低減する。
ま、電力変換装置を構成するブリッジ回路の上アーム
用のトランジスタモジュールは、トランジスタのコレク
タに非対称素子のアノードが接続されているので、カソ
ード端子とコレクタ端子がほぼ同電位であるため、これ
ら端子間の絶縁耐圧は低く抑えられる。下アーム用のト
ランジスタモジュールでは、トランジスタのエミッタに
非対称素子のカソードが接続されているので、アノード
端子とエミッタ端子がほぼ同電位であるため、これら端
子間の絶縁耐圧は同様に低く抑えられる。
用のトランジスタモジュールは、トランジスタのコレク
タに非対称素子のアノードが接続されているので、カソ
ード端子とコレクタ端子がほぼ同電位であるため、これ
ら端子間の絶縁耐圧は低く抑えられる。下アーム用のト
ランジスタモジュールでは、トランジスタのエミッタに
非対称素子のカソードが接続されているので、アノード
端子とエミッタ端子がほぼ同電位であるため、これら端
子間の絶縁耐圧は同様に低く抑えられる。
第１図は本発明の一実施例における各素子および部品
の配置を示す。例えば、銅からなる容器底板11の上に絶
縁基板２を介して銅からなる接続導体31,32,33,34が固
定されている。接続導体32の上には、トランジスタチッ
プ41が下面のコレクタ電極により、ダイオードチップ42
が下面のカソード電極により、定電圧ダイオードチップ
43が下面のアノード電極により固着されている。図を見
やすくするために、詳細な図示は省略したが、トランジ
スタチップ41の上面のエミッタ電極は接続導体31と、ベ
ース電極は接続導体33と、ダイオードチップ42の上面の
アノード電極は接続導体31と、また定電圧ダイオードチ
ップ43の上面のカソード電極は接続導体34とそれぞれ金
属細線５によって接続されている。
の配置を示す。例えば、銅からなる容器底板11の上に絶
縁基板２を介して銅からなる接続導体31,32,33,34が固
定されている。接続導体32の上には、トランジスタチッ
プ41が下面のコレクタ電極により、ダイオードチップ42
が下面のカソード電極により、定電圧ダイオードチップ
43が下面のアノード電極により固着されている。図を見
やすくするために、詳細な図示は省略したが、トランジ
スタチップ41の上面のエミッタ電極は接続導体31と、ベ
ース電極は接続導体33と、ダイオードチップ42の上面の
アノード電極は接続導体31と、また定電圧ダイオードチ
ップ43の上面のカソード電極は接続導体34とそれぞれ金
属細線５によって接続されている。
第２図は第１図に示した底板11上に側壁12および上蓋
13を組み立ててなるトランジスタモジュールの外観を示
す。上蓋13上には、外部端子、すなわちエミッタ（Ｅ）
端子61、コレクタ（Ｃ）端子62,ベース（Ｂ）端子63お
よびカソード（Ｋ）端子64が設けられている。図示され
ない立上り部を介して、エミッタ端子61は接続導体31
と、コレクタ端子62は接続導体32と、ベース端子63は接
続導体33と、そしてカソード端子64は接続導体34とそれ
ぞれ接続されている。スナバ回路用のコンデンサ７は、
エミッタ端子61とカソード端子64との間に接続されれば
よく、極めて簡単で接続のための配線の長さも短い。な
お、定電圧ダイオード43で発生する熱は絶縁基板２と容
器底板11を介して放熱される。これによって第３図に示
す回路を有するトランジスタモジュールができる。
13を組み立ててなるトランジスタモジュールの外観を示
す。上蓋13上には、外部端子、すなわちエミッタ（Ｅ）
端子61、コレクタ（Ｃ）端子62,ベース（Ｂ）端子63お
よびカソード（Ｋ）端子64が設けられている。図示され
ない立上り部を介して、エミッタ端子61は接続導体31
と、コレクタ端子62は接続導体32と、ベース端子63は接
続導体33と、そしてカソード端子64は接続導体34とそれ
ぞれ接続されている。スナバ回路用のコンデンサ７は、
エミッタ端子61とカソード端子64との間に接続されれば
よく、極めて簡単で接続のための配線の長さも短い。な
お、定電圧ダイオード43で発生する熱は絶縁基板２と容
器底板11を介して放熱される。これによって第３図に示
す回路を有するトランジスタモジュールができる。
第４図は本発明の異なる実施例を示す。第４図（ａ）
は電力変換装置を構成する際、ブリッジ回路の上アーム
に使用するトランジスタモジュールで、（ｂ）は下アー
ムに使用するトランジスタモジュールである。第４図
（ａ）の上アーム用トランジスタモジュールは第５図
（ａ）に示すごとくトランジスタ41のコレクタに定電圧
ダイオード43のアノード（Ａ）が接続され、その外部端
子の配列は、図の如く左側よりエミッタ端子61,コレク
タ端子62,カソード端子64の順となっている。第５図
（ａ）の回路から明らかなようにコレクタ端子62とカソ
ード端子64はほぼ同一の電位であり、隣接するコレクタ
端子62とカソード端子64の間の絶縁耐圧は低くてよく、
その絶縁距離は短く装置の小形化ができる。同様に、第
４図（ｂ）の下アーム用トランジスタモジュールは第５
図（ｂ）に示すごとくトランジスタ41のコレクタに定電
圧ダイオード43のカソード（Ｋ）が接続され、その外部
端子の配列は第４図（ｂ）の如く左側よりコレクタ端子
62,エミッタ端子61,アノード端子65の順となっている。
第５図（ｂ）の回路から明らかなようにエミッタ端子61
とアノード端子65はほぼ同一の電位であり、隣接するア
ノード端子65とエミッタ端子61の間の絶縁耐圧は低くて
よく、その絶縁距離は短く装置の小形化ができる。
は電力変換装置を構成する際、ブリッジ回路の上アーム
に使用するトランジスタモジュールで、（ｂ）は下アー
ムに使用するトランジスタモジュールである。第４図
（ａ）の上アーム用トランジスタモジュールは第５図
（ａ）に示すごとくトランジスタ41のコレクタに定電圧
ダイオード43のアノード（Ａ）が接続され、その外部端
子の配列は、図の如く左側よりエミッタ端子61,コレク
タ端子62,カソード端子64の順となっている。第５図
（ａ）の回路から明らかなようにコレクタ端子62とカソ
ード端子64はほぼ同一の電位であり、隣接するコレクタ
端子62とカソード端子64の間の絶縁耐圧は低くてよく、
その絶縁距離は短く装置の小形化ができる。同様に、第
４図（ｂ）の下アーム用トランジスタモジュールは第５
図（ｂ）に示すごとくトランジスタ41のコレクタに定電
圧ダイオード43のカソード（Ｋ）が接続され、その外部
端子の配列は第４図（ｂ）の如く左側よりコレクタ端子
62,エミッタ端子61,アノード端子65の順となっている。
第５図（ｂ）の回路から明らかなようにエミッタ端子61
とアノード端子65はほぼ同一の電位であり、隣接するア
ノード端子65とエミッタ端子61の間の絶縁耐圧は低くて
よく、その絶縁距離は短く装置の小形化ができる。
更に、これらのトランジスタモジュールを用いてブリ
ッジ回路を構成する単位の１アーム対110を作る場合、
第６図に示すように、上アーム用トランジスタモジュー
ル102〔第５図（ａ）と同じ〕と下アーム用トランジス
タモジュール103〔第５図（ｂ）と同じ〕を直列に接続
するが、この場合、実際の端子配列は第７図のトランジ
スタモジュールの実体配置に示すごとく、上アーム用と
下アーム用のトランジスタモジュールのエミッタ端子61
及びコレクタ端子62は互に勝手違いで、上アーム用のト
ランジスタモジュール102のエミッタ端子61と下アーム
用のトランジスタモジュール103のコレクタ端子62とが
隣合わせになっておりこの間を導体で直接に接続するこ
とにより、従来のように、この接続導体70が上アーム用
のトランジスタモジュールのベース端子63の上部を通る
ことはなく、この接続導体70を流れるコレクタ電流の過
渡的変化による電磁誘導が上アーム用のトランジスタモ
ジュール102のベース配線に影響を与えこのトランジス
タが誤動作する問題がなくなる。
ッジ回路を構成する単位の１アーム対110を作る場合、
第６図に示すように、上アーム用トランジスタモジュー
ル102〔第５図（ａ）と同じ〕と下アーム用トランジス
タモジュール103〔第５図（ｂ）と同じ〕を直列に接続
するが、この場合、実際の端子配列は第７図のトランジ
スタモジュールの実体配置に示すごとく、上アーム用と
下アーム用のトランジスタモジュールのエミッタ端子61
及びコレクタ端子62は互に勝手違いで、上アーム用のト
ランジスタモジュール102のエミッタ端子61と下アーム
用のトランジスタモジュール103のコレクタ端子62とが
隣合わせになっておりこの間を導体で直接に接続するこ
とにより、従来のように、この接続導体70が上アーム用
のトランジスタモジュールのベース端子63の上部を通る
ことはなく、この接続導体70を流れるコレクタ電流の過
渡的変化による電磁誘導が上アーム用のトランジスタモ
ジュール102のベース配線に影響を与えこのトランジス
タが誤動作する問題がなくなる。
前述の実施例ではトランジスタを用いているが、MOSF
ETあるいは絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ（IGB
T）等の自己消弧形半導体素子を用いた場合も同様に実
施できる。
ETあるいは絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ（IGB
T）等の自己消弧形半導体素子を用いた場合も同様に実
施できる。
本発明によれば、一つの容器の底板上にトランジスタ
とそれを保護するスナバ回路のうちの定電圧ダイオード
を固定することにより、両素子接続のための配線インダ
クタンスを小さくすると共に、定電圧ダイオードで発生
する熱を容器底板から冷却体を通して充分に放熱させる
ことが可能となるので、定電圧ダイオードのチップ寸法
を小さくすることができる。また、定電圧ダイオードと
コンデンサからなるスナバ回路を構成するには、トラン
ジスタモジュールの外部端子の間にコンデンサを接続す
るだけでよいので、スナバ回路のインダクタンス分も低
減でき、サージ電圧吸収効果を高めることが可能にな
る。
とそれを保護するスナバ回路のうちの定電圧ダイオード
を固定することにより、両素子接続のための配線インダ
クタンスを小さくすると共に、定電圧ダイオードで発生
する熱を容器底板から冷却体を通して充分に放熱させる
ことが可能となるので、定電圧ダイオードのチップ寸法
を小さくすることができる。また、定電圧ダイオードと
コンデンサからなるスナバ回路を構成するには、トラン
ジスタモジュールの外部端子の間にコンデンサを接続す
るだけでよいので、スナバ回路のインダクタンス分も低
減でき、サージ電圧吸収効果を高めることが可能にな
る。
更に、電力変換装置を構成する場合、ブリッジ回路の
上アーム用のトランジスタモジュールはトランジスタの
コレクタに定電圧ダイオードのアノードを接続し、下ア
ーム用のトランジスタモジュールはトランジスタのエミ
ッタに定電圧ダイオードのカソードを接続するようにし
て、カソード端子とコレクタ端子、あるいはアノード端
子とエミッタ端子がほぼ同電位にあるようにしてこれを
端子間の絶縁耐圧を低く抑えて、その絶縁距離を短くし
たので装置が小形化できる。
上アーム用のトランジスタモジュールはトランジスタの
コレクタに定電圧ダイオードのアノードを接続し、下ア
ーム用のトランジスタモジュールはトランジスタのエミ
ッタに定電圧ダイオードのカソードを接続するようにし
て、カソード端子とコレクタ端子、あるいはアノード端
子とエミッタ端子がほぼ同電位にあるようにしてこれを
端子間の絶縁耐圧を低く抑えて、その絶縁距離を短くし
たので装置が小形化できる。
第１図は本発明の一実施例の電力変換装置用トランジス
タモジュールにおける容器底板上の素子および部品の配
置を示す斜視図、第２図は第１図の容器底板上に組み立
てられた電力変換装置用トランジスタモジュールの斜視
図、第３図は第２図に示した電力変換装置用トランジス
タモジュールの回路図、第４図は第１図の容器底板上に
組み立てられたトランジスタモジュールの異なる例の斜
視図で、（ａ）は電力変換装置のブリッジ回路の上アー
ム用の電力変換装置用トランジスタモジュールの斜視
図、（ｂ）はブリッジ回路の下アーム用の電力変換装置
用トランジスタモジュールの斜視図、第５図は第４図に
示した電力変換装置用トランジスタモジュールの回路図
で、（ａ）は第４図（ａ）の電力変換装置用トランジス
タモジュールの回路図、（ｂ）は第４図（ｂ）の電力変
換装置用トランジスタモジュールの回路図、第６図は第
４図（ａ）の上アーム用の電力変換装置用トランジスタ
モジュールと第４図（ｂ）の下アーム用の電力変換装置
用トランジスタモジュールをブリッジ回路の１アーム対
に接続した場合の回路図、第７図は第６図の回路におけ
る上アーム用電力変換装置用トランジスタモジュールと
下アーム用電力変換装置用トランジスタモジュールの端
子配列を示す平面図、第８図は本発明者等の提案に係る
トランジスタの端子間に非対称素子とコンデンサの直列
回路を並列接続する方法（平成元年電気学会全国大会で
発表及び特願平1-8311号明細書に記載）を示す回路図、
第９図は第２図の電力変換装置用トランジスタモジュー
ルを用いて電力変換装置を構成した場合の一例の回路
図、第10図は第２図の電力変換装置用トランジスタモジ
ュール２個をブリッジ回路の１アーム対に接続した場合
の端子配列を示す平面図である。 11:容器底板、12:容器側壁、13:容器上蓋、2:絶縁基
板、31,32,33,34:接続導体、41:トランジスタチップ、4
3:定電圧ダイオードチップ（非対称素子チップ）、5:金
属細線、61:エミッタ端子（外部端子）、62:コレクタ端
子（外部端子）、63:ベース端子（外部端子）、64:カソ
ード端子（外部端子）、65:アノード端子（外部端
子）。
タモジュールにおける容器底板上の素子および部品の配
置を示す斜視図、第２図は第１図の容器底板上に組み立
てられた電力変換装置用トランジスタモジュールの斜視
図、第３図は第２図に示した電力変換装置用トランジス
タモジュールの回路図、第４図は第１図の容器底板上に
組み立てられたトランジスタモジュールの異なる例の斜
視図で、（ａ）は電力変換装置のブリッジ回路の上アー
ム用の電力変換装置用トランジスタモジュールの斜視
図、（ｂ）はブリッジ回路の下アーム用の電力変換装置
用トランジスタモジュールの斜視図、第５図は第４図に
示した電力変換装置用トランジスタモジュールの回路図
で、（ａ）は第４図（ａ）の電力変換装置用トランジス
タモジュールの回路図、（ｂ）は第４図（ｂ）の電力変
換装置用トランジスタモジュールの回路図、第６図は第
４図（ａ）の上アーム用の電力変換装置用トランジスタ
モジュールと第４図（ｂ）の下アーム用の電力変換装置
用トランジスタモジュールをブリッジ回路の１アーム対
に接続した場合の回路図、第７図は第６図の回路におけ
る上アーム用電力変換装置用トランジスタモジュールと
下アーム用電力変換装置用トランジスタモジュールの端
子配列を示す平面図、第８図は本発明者等の提案に係る
トランジスタの端子間に非対称素子とコンデンサの直列
回路を並列接続する方法（平成元年電気学会全国大会で
発表及び特願平1-8311号明細書に記載）を示す回路図、
第９図は第２図の電力変換装置用トランジスタモジュー
ルを用いて電力変換装置を構成した場合の一例の回路
図、第10図は第２図の電力変換装置用トランジスタモジ
ュール２個をブリッジ回路の１アーム対に接続した場合
の端子配列を示す平面図である。 11:容器底板、12:容器側壁、13:容器上蓋、2:絶縁基
板、31,32,33,34:接続導体、41:トランジスタチップ、4
3:定電圧ダイオードチップ（非対称素子チップ）、5:金
属細線、61:エミッタ端子（外部端子）、62:コレクタ端
子（外部端子）、63:ベース端子（外部端子）、64:カソ
ード端子（外部端子）、65:アノード端子（外部端
子）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田久保 拡 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−132066（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−145755（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−68958（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−136412（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−195376（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−104592（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】スイッチング手段としてのトランジスタ
と、該トランジスタに逆並列に接続されるフリーホイリ
ングダイオードと、前記トランジスタの一端に接続され
るスナバ用の定電圧ダイオードとからなり、前記トラン
ジスタ，フリーホイリングダイオードおよび定電圧ダイ
オードが一つの容器内に収容され、容器底板上の一つの
接続導体に各素子の一つの電極が固定され、各素子の他
の電極はそれぞれ導線を介して他の接続導体と接続さ
れ、その接続導体はそれぞれ容器外に引き出されて外部
端子を形成することを特徴とする電力変換装置用トラン
ジスタモジュール。 - 【請求項２】トランジスタと定電圧ダイオードとの接続
が、トランジスタのコレクタと定電圧ダイオードのアノ
ードまたはトランジスタのエミッタと定電圧ダイオード
のカソードであることを特徴とする請求項１記載の電力
変換装置用トランジスタモジュール。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-161339 | 1989-06-23 | ||
| JP16133989 | 1989-06-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03108749A JPH03108749A (ja) | 1991-05-08 |
| JP2580804B2 true JP2580804B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=15733202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1284034A Expired - Lifetime JP2580804B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-10-31 | 電力変換装置用トランジスタモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2580804B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0646572A (ja) * | 1992-03-26 | 1994-02-18 | Sanshin Dengu Seizo Kk | 逆変換装置 |
| JP2006109578A (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 電力用半導体モジュール |
| JP5644943B2 (ja) | 2011-06-10 | 2014-12-24 | 富士電機株式会社 | 半導体モジュール、上下アームキットおよび３レベルインバータ |
| JP5716682B2 (ja) * | 2012-01-13 | 2015-05-13 | 国産電機株式会社 | 直流電源装置 |
| JP5879164B2 (ja) * | 2012-03-14 | 2016-03-08 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2015001618A1 (ja) * | 2013-07-02 | 2015-01-08 | 三菱電機株式会社 | 逆流防止装置、電力変換装置及び冷凍空気調和装置 |
| JP6207460B2 (ja) * | 2014-05-19 | 2017-10-04 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5968958A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-04-19 | Mitsubishi Electric Corp | ゲ−トタ−ンオフサイリスタ組立体 |
| JPS60195327A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-03 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関附属機器の冷却装置 |
| JPH0436230Y2 (ja) * | 1985-12-19 | 1992-08-26 |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1284034A patent/JP2580804B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03108749A (ja) | 1991-05-08 |
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