JP3326102B2 - 半導体モジュール - Google Patents
半導体モジュールInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大容量の交流電力
と直流電力の変換などに用いる水冷式半導体モジュール
に関する。
と直流電力の変換などに用いる水冷式半導体モジュール
に関する。
【０００２】
【従来の技術】大容量の電力変換に用いる半導体モジュ
ールに用いる半導体としては、サイリスタ、光サイリス
タ、ＧＴＯサイリスタ、ＩＧＢＴ等があるが、ここでは
サイリスタを例に取り、サイリスタモジュールの電位固
定方法について説明する。
ールに用いる半導体としては、サイリスタ、光サイリス
タ、ＧＴＯサイリスタ、ＩＧＢＴ等があるが、ここでは
サイリスタを例に取り、サイリスタモジュールの電位固
定方法について説明する。
【０００３】大容量の電力変換に用いるサイリスタモジ
ュールでは、前記のサイリスタ素子を複数直列、並列接
統したものを使用する為、１モジュールに印加される電
圧は大きくなり、その為にサイリスタモジュール内の絶
縁距離を十分確保する必要がある。
ュールでは、前記のサイリスタ素子を複数直列、並列接
統したものを使用する為、１モジュールに印加される電
圧は大きくなり、その為にサイリスタモジュール内の絶
縁距離を十分確保する必要がある。
【０００４】仮に２個のサイリスタ素子を直列接続した
サイリスタスタックを有するサイリスタモジュールに４
ｋＶの電圧を印加する場合を考えてみると、サイリスタ
スタックの片端をフレームに電位固定した場合、モジュ
ール内の絶縁距離は最大４ｋＶ分必要となるが、フレー
ム電位をサイリスタスタックの中間電位に固定した場
合、前記の電位固定方法の半分である２ｋＶ分の絶縁距
離で良いことになる。
サイリスタスタックを有するサイリスタモジュールに４
ｋＶの電圧を印加する場合を考えてみると、サイリスタ
スタックの片端をフレームに電位固定した場合、モジュ
ール内の絶縁距離は最大４ｋＶ分必要となるが、フレー
ム電位をサイリスタスタックの中間電位に固定した場
合、前記の電位固定方法の半分である２ｋＶ分の絶縁距
離で良いことになる。
【０００５】従って、従来からフレーム電位をサイリス
タスタックの中間電位に固定する方法が採られている
が、この電位固定に際し電線を使用していたため、電線
を接続する作業が余分に生じていた。
タスタックの中間電位に固定する方法が採られている
が、この電位固定に際し電線を使用していたため、電線
を接続する作業が余分に生じていた。
【０００６】ここで、図を用いて従来のサイリスタモジ
ュールの構成を説明する。図８は、２個のサイリスタ１
Ａ、１Ｂを直列接続し、サイリスタ１Ａ、１Ｂの各々に
並列に、抵抗２Ａとコンデンサ３Ａ、または抵抗２Ｂと
コンデンサ３Ｂの直列接続からなるスナバ回路をそれぞ
れ接続し、サイリスタ１Ａ、１Ｂにアノードリアクトル
４を直列接続した水冷サイリスタモジュールの回路図で
ある。
ュールの構成を説明する。図８は、２個のサイリスタ１
Ａ、１Ｂを直列接続し、サイリスタ１Ａ、１Ｂの各々に
並列に、抵抗２Ａとコンデンサ３Ａ、または抵抗２Ｂと
コンデンサ３Ｂの直列接続からなるスナバ回路をそれぞ
れ接続し、サイリスタ１Ａ、１Ｂにアノードリアクトル
４を直列接続した水冷サイリスタモジュールの回路図で
ある。
【０００７】ここではサイリスタ１Ａ、１Ｂと抵抗２
Ａ、２Ｂおよびアノードリアクトル４を水冷するものと
する。図７に、この場合の電気的接続と冷却配管系統を
併せて示す。サイリスタ１Ａ、１Ｂは水冷ヒートシンク
５Ａ、５Ｂ、５Ｃにより両側から挟まれ冷却される。冷
却水は導電性冷却水配管６Ａ、６Ｂを通ってサイリスタ
モジュール内の各部品に導かれ、それぞれの熱を奪って
排出される。通常このサイリスタモジュールを複数個使
って、サイリスタバルブが構成されており、ここでは図
示していないが、それぞれのサイリスタモジュールに並
列に冷却水を供給、排出している。
Ａ、２Ｂおよびアノードリアクトル４を水冷するものと
する。図７に、この場合の電気的接続と冷却配管系統を
併せて示す。サイリスタ１Ａ、１Ｂは水冷ヒートシンク
５Ａ、５Ｂ、５Ｃにより両側から挟まれ冷却される。冷
却水は導電性冷却水配管６Ａ、６Ｂを通ってサイリスタ
モジュール内の各部品に導かれ、それぞれの熱を奪って
排出される。通常このサイリスタモジュールを複数個使
って、サイリスタバルブが構成されており、ここでは図
示していないが、それぞれのサイリスタモジュールに並
列に冷却水を供給、排出している。
【０００８】水冷式サイリスタモジュールの冷却系統に
は、様々な方式が使われているが、ここでは２系統方式
で説明する。冷却水は、水冷ヒートシンク５Ａ、５Ｂ、
５Ｃの系統と、抵抗２Ａ、２Ｂ及びアノードリアクトル
４の系統に分岐する。水冷ヒートシンク５Ａ、５Ｂ、５
Ｃの系統は、導電性冷却水配管６Ａから冷却水配管接続
部１２を通過して各サイリスタ１Ａ、１Ｂを冷却する。
もう一方の系統は、導電性冷却水配管６Ａから冷却水配
管接続部１２を通過して、抵抗２Ａ，２Ｂ及びアノード
リアクトル４を冷却する。サイリスタモジュールのフレ
ーム電位は電位固定用電線１５によって、２個直列接続
されているサイリスタ２Ａ、２Ｂの中間電位に固定され
ている。
は、様々な方式が使われているが、ここでは２系統方式
で説明する。冷却水は、水冷ヒートシンク５Ａ、５Ｂ、
５Ｃの系統と、抵抗２Ａ、２Ｂ及びアノードリアクトル
４の系統に分岐する。水冷ヒートシンク５Ａ、５Ｂ、５
Ｃの系統は、導電性冷却水配管６Ａから冷却水配管接続
部１２を通過して各サイリスタ１Ａ、１Ｂを冷却する。
もう一方の系統は、導電性冷却水配管６Ａから冷却水配
管接続部１２を通過して、抵抗２Ａ，２Ｂ及びアノード
リアクトル４を冷却する。サイリスタモジュールのフレ
ーム電位は電位固定用電線１５によって、２個直列接続
されているサイリスタ２Ａ、２Ｂの中間電位に固定され
ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体モジュー
ルにおける電位固定方法では、半導体モジュール組立に
際し、半導体モジュール上の構成要素との絶縁距離を考
慮した電線サポート取付や、フレームヘの固定用ネジ穴
加工等、電位固定用電線を接統する為の作業が必要とさ
れた。本発明は、組立に際し、電位固定用電線接続に関
連する作業を削減することが可能な半導体モジュールを
提供することを目的とする。
ルにおける電位固定方法では、半導体モジュール組立に
際し、半導体モジュール上の構成要素との絶縁距離を考
慮した電線サポート取付や、フレームヘの固定用ネジ穴
加工等、電位固定用電線を接統する為の作業が必要とさ
れた。本発明は、組立に際し、電位固定用電線接続に関
連する作業を削減することが可能な半導体モジュールを
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の半導体素子と前記半導体素子を冷
却する複数のヒートシンクとを交互に直列接続した半導
体スタックと、半導体素子に並列接続される抵抗器とコ
ンデンサとの直列回路と、半導体素子に直列接統される
リアクトルと、導電性を有する冷却水配管と、ヒートシ
ンク、抵抗器、及びリアクトルに冷却水を分岐させる冷
却水分岐パイプとを、冷却水配管と同電位の金属フレー
ム上に具備する半導体モジュールにおいて、ヒートシン
クのうち中間位置にあるヒートシンクに冷却水を分岐さ
せる冷却水分岐パイプを、金属フレーム電位を半導体ス
タックの中間電位に固定する電位固定用冷却水分岐パイ
プとして、導電性を有するものとしたことを特徴とす
る。
に、本発明は、複数の半導体素子と前記半導体素子を冷
却する複数のヒートシンクとを交互に直列接続した半導
体スタックと、半導体素子に並列接続される抵抗器とコ
ンデンサとの直列回路と、半導体素子に直列接統される
リアクトルと、導電性を有する冷却水配管と、ヒートシ
ンク、抵抗器、及びリアクトルに冷却水を分岐させる冷
却水分岐パイプとを、冷却水配管と同電位の金属フレー
ム上に具備する半導体モジュールにおいて、ヒートシン
クのうち中間位置にあるヒートシンクに冷却水を分岐さ
せる冷却水分岐パイプを、金属フレーム電位を半導体ス
タックの中間電位に固定する電位固定用冷却水分岐パイ
プとして、導電性を有するものとしたことを特徴とす
る。
【００１１】このような構成とすることにより、半導体
モジュールの組立に際し、電位固定用電線接続に関連す
る作業を削減することが可能となる。また、本発明は、
複数の半導体素子と前記半導体素子を冷却する複数のヒ
ートシンクとを交互に直列接続した半導体スタックと、
半導体素子に並列接続される抵抗器とコンデンサとの直
列回路と、半導体素子に直列接統されるリアクトルと、
導電性を有する冷却水配管と、ヒートシンク、抵抗器、
及びリアクトルに冷却水を分岐させる冷却水分岐パイプ
とを、冷却水配管と同電位の金属フレーム上に具備する
半導体モジュールにおいて、複数のヒートシンクのうち
中間位置にあるヒートシンクに冷却水を分岐させる冷却
水分岐パイプを、金属フレーム電位を半導体スタックの
中間電位に固定する電位固定用冷却水分岐パイプとし
て、導電性を有するものとするとともに、フレキシブル
性を有するものとしたことを特徴とする。
モジュールの組立に際し、電位固定用電線接続に関連す
る作業を削減することが可能となる。また、本発明は、
複数の半導体素子と前記半導体素子を冷却する複数のヒ
ートシンクとを交互に直列接続した半導体スタックと、
半導体素子に並列接続される抵抗器とコンデンサとの直
列回路と、半導体素子に直列接統されるリアクトルと、
導電性を有する冷却水配管と、ヒートシンク、抵抗器、
及びリアクトルに冷却水を分岐させる冷却水分岐パイプ
とを、冷却水配管と同電位の金属フレーム上に具備する
半導体モジュールにおいて、複数のヒートシンクのうち
中間位置にあるヒートシンクに冷却水を分岐させる冷却
水分岐パイプを、金属フレーム電位を半導体スタックの
中間電位に固定する電位固定用冷却水分岐パイプとし
て、導電性を有するものとするとともに、フレキシブル
性を有するものとしたことを特徴とする。
【００１２】このような構成とすることにより、半導体
モジュールの組立に際し、電位固定用電線接続に関連す
る作業を削減することが可能となるとともに、通電した
とき、半導体素子やヒートシンクの膨張により導電性の
電位固定用冷却水分岐パイプに無理な力がかかるのを防
止することが可能となる。
モジュールの組立に際し、電位固定用電線接続に関連す
る作業を削減することが可能となるとともに、通電した
とき、半導体素子やヒートシンクの膨張により導電性の
電位固定用冷却水分岐パイプに無理な力がかかるのを防
止することが可能となる。
【００１３】ここで、電位固定用冷却水分岐パイプの所
定位置にオリフィスを設けてもよい。また、電位固定用
冷却水分岐パイプに弁を直列に接続してもよい。
定位置にオリフィスを設けてもよい。また、電位固定用
冷却水分岐パイプに弁を直列に接続してもよい。
【００１４】更に、電位固定用冷却水分岐パイプの内径
を、他の冷却水分岐パイプの内径とは異なるものとして
もよい。このように、電位固定用冷却水分岐パイプに、
オリフィスを設けたり、弁を直列に接続したり、あるい
は電位固定用冷却水分岐パイプの内径を異なるものとす
ることにより、半導体モジュール内の冷却水流量バラン
スを調整することができる。
を、他の冷却水分岐パイプの内径とは異なるものとして
もよい。このように、電位固定用冷却水分岐パイプに、
オリフィスを設けたり、弁を直列に接続したり、あるい
は電位固定用冷却水分岐パイプの内径を異なるものとす
ることにより、半導体モジュール内の冷却水流量バラン
スを調整することができる。
【００１５】更にまた、フレキシブル性を有する電位固
定用冷却水分岐パイプの片端を、冷却水配管または中間
位置にあるヒートシンクに溶接もしくはろう付けしたも
のとしてもよい。このような構成とすることにより、電
位固定作業を、更に容易に行うことができる。
定用冷却水分岐パイプの片端を、冷却水配管または中間
位置にあるヒートシンクに溶接もしくはろう付けしたも
のとしてもよい。このような構成とすることにより、電
位固定作業を、更に容易に行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。なお、以下の図面にお
いて、従来例を示す図を含め、同一符号は同一部分また
は対応部分を示す。
施形態について詳細に説明する。なお、以下の図面にお
いて、従来例を示す図を含め、同一符号は同一部分また
は対応部分を示す。
【００１７】図１は、本発明の第１の実施形態を示す実
体配置図であり、同図（ａ）はその平面図、また同図
（ｂ）はその正面図である。なお、図において説明に必
要の無い部分は省略している部分がある。
体配置図であり、同図（ａ）はその平面図、また同図
（ｂ）はその正面図である。なお、図において説明に必
要の無い部分は省略している部分がある。
【００１８】図１において、サイリスタ１Ａ、１Ｂをは
じめとする各種構成部品は、フレーム７の上に載置され
ている。冷却水は、冷却水母管であるところの導電性冷
却水配管６Ａから、絶縁性冷却水分岐パイプ８Ｄ、８
Ｅ、８Ｆ、８Ｇを介して、フレーム上のサイリスタ１
Ａ、１Ｂ、抵抗２Ａ、２Ｂ、アノードリアクトル４に供
給され、これらの各部品を冷却後、絶縁性冷却水分岐パ
イプ８Ａ、８Ｈ、８Ｉおよびフレキシブル性を有する導
電性冷却水分岐パイプ９Ａを通って導電性冷却水配管６
Ｂに回収される。
じめとする各種構成部品は、フレーム７の上に載置され
ている。冷却水は、冷却水母管であるところの導電性冷
却水配管６Ａから、絶縁性冷却水分岐パイプ８Ｄ、８
Ｅ、８Ｆ、８Ｇを介して、フレーム上のサイリスタ１
Ａ、１Ｂ、抵抗２Ａ、２Ｂ、アノードリアクトル４に供
給され、これらの各部品を冷却後、絶縁性冷却水分岐パ
イプ８Ａ、８Ｈ、８Ｉおよびフレキシブル性を有する導
電性冷却水分岐パイプ９Ａを通って導電性冷却水配管６
Ｂに回収される。
【００１９】ここで、導電性冷却水分岐パイプ９Ａの片
端は、半導体スタックの中間電位部にあたる中間位置の
ヒートシンク５Ｂに結合されており、もう片端はフレー
ム７に固定されている導電性冷却水配管６Ｂに結合され
ているため、電位固定用電線の接続無しに、フレーム電
位を半導体モジュールの中間電位に固定することができ
る。
端は、半導体スタックの中間電位部にあたる中間位置の
ヒートシンク５Ｂに結合されており、もう片端はフレー
ム７に固定されている導電性冷却水配管６Ｂに結合され
ているため、電位固定用電線の接続無しに、フレーム電
位を半導体モジュールの中間電位に固定することができ
る。
【００２０】また、導電性冷却水分岐パイプ９Ａは、フ
レキシブル性を有するものとしたので、半導体モジュー
ルへの通電時、サイリスタ１Ａ、１Ｂ、ヒートシンク５
Ａ、５Ｂ、５Ｃ、及びその両端にある押さえ部材などの
膨張によりこの導電性冷却水分岐パイプ９Ａにかかる力
をそのフレキシブル性により吸収し、導電性冷却水分岐
パイプ９Ａに無理な力がかかるのを防止することが可能
となる。
レキシブル性を有するものとしたので、半導体モジュー
ルへの通電時、サイリスタ１Ａ、１Ｂ、ヒートシンク５
Ａ、５Ｂ、５Ｃ、及びその両端にある押さえ部材などの
膨張によりこの導電性冷却水分岐パイプ９Ａにかかる力
をそのフレキシブル性により吸収し、導電性冷却水分岐
パイプ９Ａに無理な力がかかるのを防止することが可能
となる。
【００２１】即ち、絶縁性冷却水分岐パイプ８Ｈ、８Ｉ
等は通常テフロン等の柔軟性のある材料で出来ているの
で、サイリスタ１Ａ、１Ｂ、ヒートシンク５Ａ、５Ｂ、
５Ｃ、及びその両端にある押さえ部材などが膨張しても
問題とはならない。一方、導電性冷却水分岐パイプ９Ａ
は、例えば、銅、ステンレス、またはアルミニウム等の
材料で製作されるので、サイリスタ１Ａ、１Ｂ、ヒート
シンク５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、及びその両端にある押さえ部
材などが膨張したとき、導電性冷却水分岐パイプ９Ａに
無理な力がかかるので、それをそのフレキシブル性によ
り吸収することにより、無理な力がかかるのを防止する
ことが好ましい。
等は通常テフロン等の柔軟性のある材料で出来ているの
で、サイリスタ１Ａ、１Ｂ、ヒートシンク５Ａ、５Ｂ、
５Ｃ、及びその両端にある押さえ部材などが膨張しても
問題とはならない。一方、導電性冷却水分岐パイプ９Ａ
は、例えば、銅、ステンレス、またはアルミニウム等の
材料で製作されるので、サイリスタ１Ａ、１Ｂ、ヒート
シンク５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、及びその両端にある押さえ部
材などが膨張したとき、導電性冷却水分岐パイプ９Ａに
無理な力がかかるので、それをそのフレキシブル性によ
り吸収することにより、無理な力がかかるのを防止する
ことが好ましい。
【００２２】導電性冷却水分岐パイプ９Ａにフレキシブ
ル性を持たせるためには、例えば、パイプの肉厚を薄く
したり、パイプ全体またはその一部を蛇腹にしたり、ま
た、材料が銅の場合は、焼きなましてある銅を用いる等
の方法をとることが考えられる。
ル性を持たせるためには、例えば、パイプの肉厚を薄く
したり、パイプ全体またはその一部を蛇腹にしたり、ま
た、材料が銅の場合は、焼きなましてある銅を用いる等
の方法をとることが考えられる。
【００２３】なお、図１において、１０は排水側配管接
合部、１１は入水側配管接合部、また１２は冷却水分岐
パイプ接合部である。次に、本発明の第２の実施形態に
ついて説明する。
合部、１１は入水側配管接合部、また１２は冷却水分岐
パイプ接合部である。次に、本発明の第２の実施形態に
ついて説明する。
【００２４】例えば、図２に示すように配管されている
場合、絶縁性冷却水分岐パイプ８Ｈ、８Ｉ、及び導電性
冷却水分岐パイプ９Ｂの流量を均一にするには、導電性
冷却水分岐パイプ９Ｂの流量を調整する必要がある。
場合、絶縁性冷却水分岐パイプ８Ｈ、８Ｉ、及び導電性
冷却水分岐パイプ９Ｂの流量を均一にするには、導電性
冷却水分岐パイプ９Ｂの流量を調整する必要がある。
【００２５】そこで、この実施形態においては、図３に
その主要部を示すように、フレキシブル性を有する冷却
水分岐パイプ９Ｂの途中に、流量調整用のオリフィス１
３を設ける。このような構成とすることにより、電位固
定用電線の接続無しに、フレーム電位を半導体モジュー
ルの中間電位に固定できるとともに、半導体モジュール
内の流量バランスを調整することができる。
その主要部を示すように、フレキシブル性を有する冷却
水分岐パイプ９Ｂの途中に、流量調整用のオリフィス１
３を設ける。このような構成とすることにより、電位固
定用電線の接続無しに、フレーム電位を半導体モジュー
ルの中間電位に固定できるとともに、半導体モジュール
内の流量バランスを調整することができる。
【００２６】なお、オリフィス１３を設ける位置は、冷
却水分岐パイプ９Ｂの途中でなく、冷却水分岐パイプ９
Ｂのいずれかの端部としてもよい。次に、本発明の第３
の実施形態について説明する。その主要部の構成を図４
に示す。この実施形態においては、フレキシブル性を持
つ冷却水分岐パイプ９Ｃの途中に流量調整用の弁１４が
備えられており、電位固定用電線の接続無しに、フレー
ム電位を半導体モジュールの中間電位に固定できるとと
もに、冷却水流量の調整をすることができる。
却水分岐パイプ９Ｂの途中でなく、冷却水分岐パイプ９
Ｂのいずれかの端部としてもよい。次に、本発明の第３
の実施形態について説明する。その主要部の構成を図４
に示す。この実施形態においては、フレキシブル性を持
つ冷却水分岐パイプ９Ｃの途中に流量調整用の弁１４が
備えられており、電位固定用電線の接続無しに、フレー
ム電位を半導体モジュールの中間電位に固定できるとと
もに、冷却水流量の調整をすることができる。
【００２７】なお、弁１４の位置は、冷却水分岐パイプ
９Ｃの途中でなく、冷却水分岐パイプ９Ｃのいずれかの
端部としてもよい。次に、本発明の第４の実施形態につ
いて説明する。その主要部の構成を図５に示す。この実
施形態においては、フレキシブル性を持つ冷却水分岐パ
イプ９Ｄの内径を、他の冷却水分岐パイプ８Ｈ、８Ｉの
内径とは異なるものとしている。即ち、冷却水分岐パイ
プ９Ｄの内径を、他の冷却水分岐パイプ８Ｈ、８Ｉの内
径より小さなものとしている。これにより電位固定用電
線の接続無しに、フレーム電位を半導体モジュールの中
間電位に固定できるとともに、半導体モジュール内の冷
却水流量バランスを調整することができる。
９Ｃの途中でなく、冷却水分岐パイプ９Ｃのいずれかの
端部としてもよい。次に、本発明の第４の実施形態につ
いて説明する。その主要部の構成を図５に示す。この実
施形態においては、フレキシブル性を持つ冷却水分岐パ
イプ９Ｄの内径を、他の冷却水分岐パイプ８Ｈ、８Ｉの
内径とは異なるものとしている。即ち、冷却水分岐パイ
プ９Ｄの内径を、他の冷却水分岐パイプ８Ｈ、８Ｉの内
径より小さなものとしている。これにより電位固定用電
線の接続無しに、フレーム電位を半導体モジュールの中
間電位に固定できるとともに、半導体モジュール内の冷
却水流量バランスを調整することができる。
【００２８】次に、本発明の第５の実施形態について説
明する。この実施形態は、フレキシブル性を有する導電
性冷却水分岐パイプの片端を、導電性冷却水配管または
半導体スタックの中間電位に相当するヒートシンクに溶
接もしくはろう付けして一体構造としたものである。
明する。この実施形態は、フレキシブル性を有する導電
性冷却水分岐パイプの片端を、導電性冷却水配管または
半導体スタックの中間電位に相当するヒートシンクに溶
接もしくはろう付けして一体構造としたものである。
【００２９】この実施形態の主要部の構成を図６に示
す。同図（ａ）に示すものは、フレキシブル性を有する
導電性冷却水分岐パイプ９Ｅの片端を、導電性冷却水配
管６Ｂにろう付けもしくは溶接して一体構造とするした
ものである。
す。同図（ａ）に示すものは、フレキシブル性を有する
導電性冷却水分岐パイプ９Ｅの片端を、導電性冷却水配
管６Ｂにろう付けもしくは溶接して一体構造とするした
ものである。
【００３０】また、同図（ｂ）に示すものは、フレキシ
ブル性を有する導電性冷却水分岐パイプ９Ｆの片端を半
導体スタックの中間電位に相当するヒートシンク５Ｂに
ろう付けもしくは溶接して一体構造としたものである。
ブル性を有する導電性冷却水分岐パイプ９Ｆの片端を半
導体スタックの中間電位に相当するヒートシンク５Ｂに
ろう付けもしくは溶接して一体構造としたものである。
【００３１】このような構成とすることで、半導体モジ
ュールの電位固定作業を上述の第１乃至第４の実施形態
の場合よりも容易に行うことができる。即ち、予め導電
性冷却水分岐パイプの片端を、導電性冷却水配管または
半導体スタックの中間電位に相当するヒートシンクにろ
う付けもしくは溶接して一体構造としておくことによ
り、電位固定作業にあたっては、他の端部のみを導電性
冷却水配管または半導体スタックの中間電位に相当する
ヒートシンクに、接合部１２の袋ナットなどにより固定
するだけでよい。従って、上述の第１乃至第４の実施形
態の場合のように導電性冷却水分岐パイプの両方の端部
を、それぞれ導電性冷却水配管及び半導体スタックの中
間電位に相当するヒートシンクに固定する場合に比較し
て作業が容易となる。
ュールの電位固定作業を上述の第１乃至第４の実施形態
の場合よりも容易に行うことができる。即ち、予め導電
性冷却水分岐パイプの片端を、導電性冷却水配管または
半導体スタックの中間電位に相当するヒートシンクにろ
う付けもしくは溶接して一体構造としておくことによ
り、電位固定作業にあたっては、他の端部のみを導電性
冷却水配管または半導体スタックの中間電位に相当する
ヒートシンクに、接合部１２の袋ナットなどにより固定
するだけでよい。従って、上述の第１乃至第４の実施形
態の場合のように導電性冷却水分岐パイプの両方の端部
を、それぞれ導電性冷却水配管及び半導体スタックの中
間電位に相当するヒートシンクに固定する場合に比較し
て作業が容易となる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体モ
ジュールによれば、大容量の交流電力と直流電力の変換
等に用いられる半導体モジュールのフレームを、電位固
定用電線の接続無しで半導体モジュールの中間電位に固
定することが可能となる。
ジュールによれば、大容量の交流電力と直流電力の変換
等に用いられる半導体モジュールのフレームを、電位固
定用電線の接続無しで半導体モジュールの中間電位に固
定することが可能となる。
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る半導体モジュ
ールの構成を示す平面図及び正面図。
ールの構成を示す平面図及び正面図。
【図２】 本発明の第２の実施形態に係る半導体モジュ
ールの電気的接続及び冷却配管系統を示す図。
ールの電気的接続及び冷却配管系統を示す図。
【図３】 本発明の第２の実施形態に係る半導体モジュ
ールの主要部の構成を示す正面図。
ールの主要部の構成を示す正面図。
【図４】 本発明の第３の実施形態に係る半導体モジュ
ールの主要部の構成を示す正面図。
ールの主要部の構成を示す正面図。
【図５】 本発明の第４の実施形態に係る半導体モジュ
ールの主要部の構成を示す正面図。
ールの主要部の構成を示す正面図。
【図６】 本発明の第５の実施形態に係る半導体モジュ
ールの主要部の構成を示す側面図。
ールの主要部の構成を示す側面図。
【図７】 従来の半導体モジュールの電気的接続及び冷
却配管系統を示す図。
却配管系統を示す図。
【図８】 半導体モジュールの回路図。
１Ａ、１Ｂ…サイリスタ ２Ａ、２Ｂ…抵抗 ３Ａ、３Ｂ…コンデンサ ４…アノードリアクトル ５Ａ、５Ｂ、５Ｃ…ヒートシンク ６Ａ、６Ｂ…導電性冷却水配管 ７…フレーム ８Ａ〜８Ｉ…絶縁性冷却水分岐パイプ ９Ａ〜９Ｆ…導電性冷却水分岐パイプ １０…排水側配管接合部 １１…入水側配管接合部 １２…冷却水分岐パイプ接合部 １３…オリフィス １４…弁 １５…電位固定用電線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/473 H02M 7/04
Claims (6)
- 【請求項１】複数の半導体素子と前記半導体素子を冷却
する複数のヒートシンクとを交互に直列接続した半導体
スタックと、前記半導体素子に並列接続される抵抗器と
コンデンサとの直列回路と、前記半導体素子に直列接統
されるリアクトルと、導電性を有する冷却水配管と、前
記ヒートシンク、前記抵抗器、及び前記リアクトルに冷
却水を分岐させる冷却水分岐パイプとを、前記冷却水配
管と同電位の金属フレーム上に具備する半導体モジュー
ルにおいて、前記ヒートシンクのうち中間位置にあるヒ
ートシンクに冷却水を分岐させる冷却水分岐パイプを、
前記金属フレーム電位を前記半導体スタックの中間電位
に固定する電位固定用冷却水分岐パイプとして、導電性
を有するものとしたことを特徴とする半導体モジュー
ル。 - 【請求項２】複数の半導体素子と前記半導体素子を冷却
する複数のヒートシンクとを交互に直列接続した半導体
スタックと、前記半導体素子に並列接続される抵抗器と
コンデンサとの直列回路と、前記半導体素子に直列接統
されるリアクトルと、導電性を有する冷却水配管と、前
記ヒートシンク、前記抵抗器、及び前記リアクトルに冷
却水を分岐させる冷却水分岐パイプとを、前記冷却水配
管と同電位の金属フレーム上に具備する半導体モジュー
ルにおいて、前記ヒートシンクのうち中間位置にあるヒ
ートシンクに冷却水を分岐させる冷却水分岐パイプを、
前記金属フレーム電位を前記半導体スタックの中間電位
に固定する電位固定用冷却水分岐パイプとして、導電性
を有するものとするとともに、フレキシブル性を有する
ものとしたことを特徴とする半導体モジュール。 - 【請求項３】前記電位固定用冷却水分岐パイプの所定位
置にオリフィスを設けたことを特徴とする請求項１また
は請求項２に記載の半導体モジュール。 - 【請求項４】前記電位固定用冷却水分岐パイプに弁を直
列に接続したことを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の半導体モジュール。 - 【請求項５】前記電位固定用冷却水分岐パイプの内径
を、他の冷却水分岐パイプの内径とは異なるものとした
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導
体モジュール。 - 【請求項６】前記電位固定用冷却水分岐パイプの片端
を、前記冷却水配管または中間位置にあるヒートシンク
に溶接もしくはろう付けしたことを特徴とする請求項２
に記載の半導体モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34739097A JP3326102B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 半導体モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34739097A JP3326102B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 半導体モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11186478A JPH11186478A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3326102B2 true JP3326102B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=18389909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34739097A Expired - Fee Related JP3326102B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 半導体モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3326102B2 (ja) |
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| JP4774581B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2011-09-14 | 株式会社デンソー | 冷却流体冷却型半導体装置 |
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| JP2013138118A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Toyota Motor Corp | 積層型パワーモジュール |
| JP5460835B1 (ja) | 2012-11-30 | 2014-04-02 | 三菱電機株式会社 | Ｄｃ／ｄｃ電圧変換装置およびその電圧変換制御方法 |
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-
1997
- 1997-12-17 JP JP34739097A patent/JP3326102B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11186478A (ja) | 1999-07-09 |
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