JP6409891B2 - 電力変換装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の半導体素子と、該半導体素子のスイッチング動作を制御する制御回路部とを備える電力変換装置に関する。
直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、ＩＧＢＴ等の半導体素子と、該半導体素子に電気接続した制御回路部とを備えるものが知られている（下記特許文献１参照）。この電力変換装置は、上記制御回路部によって半導体素子をスイッチング動作させることにより、直流電力を交流電力に変換するよう構成されている。
制御回路部には、半導体素子を駆動する駆動回路が形成されている。また、制御回路部は、半導体素子の基準電極（エミッタ）と上記駆動回路とを繋ぐ基準配線と、半導体素子の制御電極（ゲート）と駆動回路とを繋ぐ制御配線とを備える。駆動回路は、上記基準電極の電位を基準として、制御電極に、予め定められた制御電圧を加えるよう構成されている。これにより、半導体素子をオンしている。
近年、より高い出力電流を得ることが可能な電力変換装置が望まれている。そのため、複数の半導体素子を並列接続し、これら複数の半導体素子を同時にスイッチング動作させることが検討されている。これにより、個々の半導体素子に流せる電流は少なくても、電力変換装置全体として、多くの電流を流せるようにすることが検討されている。
特開２０１５−１３９２９９号公報
しかしながら、複数の半導体素子を同時にスイッチング動作させると、半導体素子の制御電極に加わる電圧がばらつきやすくなる。すなわち、上記構成にした場合、１個の駆動回路が複数の半導体素子に電気接続することになる。また、複数の半導体素子を同時にスイッチング動作させると、後述するように、半導体素子に逆並列接続したフリーホイールダイオードのリカバリー特性のばらつき等が原因となって、半導体素子の上記基準電極の電位（基準電位）がばらつく可能性がある。そのため、基準電位が高い半導体素子から基準電位が低い半導体素子へ、上記基準配線を介して電流ｉが流れる可能性がある。この場合、基準配線に寄生するインダクタンスＬKEが原因となって、誘導起電力ΔＶ（＝ＬKEｄｉ／ｄｔ）が発生する。
そのため、基準電位が低い半導体素子の基準電極から見ると、駆動回路の基準となる電位が、ΔＶだけ高くなってしまう（図３９参照）。したがって、基準電位が低い半導体素子の制御電極には、駆動回路から発生する制御電圧ＶGとΔＶとの和（ＶG＋ΔＶ）が加わってしまう。そのため、通常の制御電圧ＶGよりも高い電圧が制御電極に加わり、この半導体素子が劣化する可能性が考えられる。
また、基準配線に誘導起電力ΔＶが発生すると、基準電位が高い半導体素子の基準電極から見ると、駆動回路の基準となる電位が、ΔＶだけ低下してしまう（図３９参照）。したがって、基準電位が高い半導体素子の制御電極には、ＶG−ΔＶしか電圧が加わらない。そのため、この半導体素子が十分にオンせず、電流量が低下しやすい。
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、複数の半導体素子を同時にスイッチング動作でき、かつ個々の半導体素子の制御電極に加わる電圧のばらつきを低減できる電力変換装置を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、複数の半導体素子（２）と、
該半導体素子のスイッチング動作を制御する制御回路部（３）とを備え、
上記半導体素子には、上アーム側に配された上アーム半導体素子（２H）と、下アーム側に配された下アーム半導体素子（２L）とがあり、上記制御回路部によって、互いに並列に接続された複数の上記上アーム半導体素子を同時にスイッチング動作すると共に、互いに並列に接続された複数の上記下アーム半導体素子を同時にスイッチング動作するよう構成され、
上記制御回路部は、同時にスイッチング動作する複数の上記半導体素子にそれぞれ電気接続した駆動回路（３０）と、上記半導体素子の制御電極（２１G）と上記駆動回路とを繋ぐ制御配線（４G）と、上記半導体素子の基準電極（２１KE）と上記駆動回路とを繋ぐ基準配線（４KE）とを備え、
該基準配線に寄生したインダクタンス（ＬKE）を、上記制御配線に寄生したインダクタンス（ＬG）よりも小さくしてある、電力変換装置（１）にある。
上記電力変換装置では、基準配線に寄生したインダクタンスを、制御配線に寄生したインダクタンスよりも小さくしてある。
そのため、個々の半導体素子の制御電極に加わる電圧のばらつきを低減することができる。すなわち、上述したように、互いに並列に接続された複数の半導体素子を同時にスイッチング動作させると、個々の半導体素子の基準電位がばらつきやすくなる。その結果、基準電位が高い半導体素子から基準電位が低い半導体素子へ、基準配線を介して電流が流れることがある。しかしながら、本形態では、基準配線に寄生したインダクタンスを小さくしてあるため、電流が流れたときに基準配線に発生する誘導起電力ΔＶを小さくすることができる。上述したように、基準電位が低い半導体素子は、制御電極にＶG＋ΔＶが加わり、基準電位が高い半導体素子にはＶG−ΔＶが加わるが、本形態ではΔＶを小さくすることができるため、各半導体素子の制御電極に加わる電圧のばらつきを抑制できる。そのため、基準電位が低い半導体素子の制御電極に高い電圧が加わりすぎて、この半導体素子が劣化したり、基準電位が高い半導体素子の制御電極に低い電圧しか加わらず、充分にオンしなかったりする不具合を抑制できる。
以上のごとく、本態様によれば、複数の半導体素子を同時にスイッチング動作でき、かつ個々の半導体素子の制御電極に加わる電圧のばらつきを低減できる電力変換装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
実施形態１における、上アーム半導体素子がオンしたときの、電力変換装置の一部の回路図。 実施形態１における、下アーム半導体素子がオンしたときの、電力変換装置の一部の回路図。 実施形態１における、制御回路部の一部の平面図。 実施形態１における、電力変換装置の全体回路図。 実施形態１における、上アーム半導体素子と制御回路部との、より詳細な回路図。 実施形態１における、電力変換装置の断面図であって、図７のVI-VI断面図。 図６のVII-VII断面図。 実施形態２における、制御回路部の一部の平面図。 実施形態３における、制御回路部の一部の平面図。 実施形態４における、制御回路部の一部の平面図。 実施形態５における、制御回路部の一部の平面図。 実施形態６における、上アーム半導体素子がオンしたときの、電力変換装置の一部の回路図。 実施形態６における、下アーム半導体素子がオンしたときの、電力変換装置の一部の回路図。 実施形態７における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態７における、制御回路部の一部の平面図。 実施形態７における、半導体モジュールの概念図。 実施形態８における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態８における、制御回路部の一部の平面図。 実施形態９における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態９における、制御回路部の一部の平面図。 実施形態９における、半導体モジュールの概念図。 実施形態１０における、半導体素子の平面図。 実施形態１０における、上アーム半導体モジュールおよび制御回路部の断面図。 実施形態１０における、下アーム半導体モジュールおよび制御回路部の断面図。 実施形態１１における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態１２における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態１２における、半導体モジュールの概念図。 実施形態１３における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態１４における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態１５における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態１６における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態１７における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態１８における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態１９における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態２０における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態２１における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態２２における、電力変換装置の概略断面図。 実施形態２３における、電力変換装置の概略断面図。 比較形態における、上アーム半導体素子がオンしたときの、電力変換装置の一部の回路図。 比較形態における、下アーム半導体素子がオンしたときの、電力変換装置の一部の回路図。
上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。
（実施例１）
上記電力変換装置に係る実施形態について、図１〜図７を用いて説明する。図４に示すごとく、本形態の電力変換装置１は、複数の半導体素子２と、制御回路部３とを備える。半導体素子２には、上アーム側に配された上アーム半導体素子２Hと、下アーム側に配された下アーム半導体素子２Lとがある。互いに並列に接続された複数の上アーム半導体素子２Hを、制御回路部３によって、同時にスイッチング動作させている。また、互いに並列に接続された複数の下アーム半導体素子２Lを、制御回路部３によって、同時にスイッチング動作させている。
図１に示すごとく、制御回路部３は、同時にスイッチング動作する複数の半導体素子２に接続した駆動回路３０と、制御配線４Gと、基準配線４KEとを備える。制御配線４Gは、半導体素子２の制御電極２１G（ゲート）と駆動回路３０とを電気接続している。また、基準配線４KEは、半導体素子２の基準電極２１KE（エミッタ）と駆動回路３０とを電気接続している。
基準配線４KEに寄生したインダクタンスＬKEを、制御配線４Gに寄生したインダクタンスＬGよりも小さくしてある。
本形態の電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置である。図４に示すごとく、本形態では、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとを、それぞれ２個、並列接続している。本形態の半導体素子２はＩＧＢＴである。半導体素子２は、半導体モジュール２０（図７参照）に内蔵されている。１個の半導体モジュール２に、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとが内蔵されている。
半導体モジュール２０には、Ｕ相用の半導体モジュール２０uと、Ｖ相用の半導体モジュール２０vと、Ｗ相用の半導体モジュール２０wとがある。制御回路部３によって、半導体モジュール２０内の半導体素子２をスイッチング動作させることにより、直流電源８から供給される直流電力を交流電力に変換している。そして、この交流電力を用いて三相交流モータ８１を駆動し、上記車両を走行させている。
図７に示すごとく、半導体モジュール２０は、半導体素子２を内蔵した本体部２００と、該本体部２００から突出したパワー端子２４と、制御端子２５とを備える。パワー端子２４には、直流電圧が加わる正極端子２４P及び負極端子２４Nと、交流電力を出力する出力端子２４Oとがある。上記制御端子２５は、制御回路部３に接続している。
図５に示すごとく、半導体素子２は、上記制御電極２１Gと基準電極２１KEとの他に、センス電極２１SEを有する。また、半導体モジュール２０は、感温ダイオード２９を内蔵している。感温ダイオード２９のカソード電極２１Kは、基準電極２１KEに接続している。感温ダイオード２９のアノード電極２１A及びカソード電極２１Kと、半導体素子２の各電極２１G，２１KE、２１SEとは、制御端子２５を介して、制御回路部３に電気接続されている。アノード電極２１A及びカソード電極２１Kは温度検出回路３８に接続しており、センス電極２１SEは電流検出回路３９に接続している。温度検出回路３８は、感温ダイオード２９の順方向電圧を測定することにより、半導体素子２の温度を測定する。また、電流検出回路３９は、センス電極２１SEを流れる電流を測定することにより、半導体素子２全体を流れる電流を測定する。
図３に示すごとく、制御回路部３には、該制御回路部３を半導体素子２に電気接続するための複数の接続部５（貫通孔）が形成されている。この接続部５に制御端子２５を挿入し、はんだ付けしてある。制御回路部３は、接続部５として、基準電極２１KEに接続するための基準用接続部５KEと、制御電極２１Gに接続するための制御用接続部５Gと、センス電極２１SEに接続するためのセンス用接続部５SEとを備える。また、制御回路部３は、アノード電極２１Aに接続するためのアノード用接続部５Aと、カソード電極２１Kに接続するためのカソード用接続部５Kとを備える。駆動回路３０と基準用接続部５KEとは、基準配線４KEによって接続されている。駆動回路３０と制御用接続部５Gとは、制御配線４Gによって接続されている。本形態では、基準配線４KEの配線長を、制御配線４Gの配線長よりも短くしてある。これにより、基準配線４KEに寄生したインダクタンスＬKEを、制御配線４Gに寄生したインダクタンスＬGよりも小さくしている。
次に、複数の半導体素子２を同時にスイッチング動作する場合に、各半導体素子２の制御電極２１Gに加わる電圧に差が生じる理由について説明する。図１に示すごとく、２個の上アーム半導体素子２Hの基準電極２１KEは、交流バスバー７Aによって電気接続されている。この交流バスバー７Aにはインダクタンスが寄生している。また、個々の半導体素子２には、フリーホイールダイオード２８が逆並列接続している。
ここで、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとを両方ともオフした状態から、上アーム半導体素子２Hをオンした状態に切り替えた場合を考える。上アーム半導体素子２Hをオンする直前には、三相交流モータ８１（図４参照）のインダクタンスの影響により、下アーム半導体素子２Lのフリーホイールダイオード２８に還流電流（図示せず）が順方向に流れている。上アーム半導体素子２Hをオンすると、電流Ｉが流れ、還流電流が次第に低減する。その後、フリーホイールダイオード２８がリカバリーし、リカバリー電流Ｉrが流れる。
ここで、２個のフリーホイールダイオード２８a，２８bのリカバリー特性の差により、一方のフリーホイールダイオード２８aは速くリカバリーし、他方のフリーホイールダイオード２８bはリカバリーしないことがある。この場合、２個の上アーム半導体素子２Hの電流Ｉは、両方とも、一方のフリーホイールダイオード２８aを流れることになる。そのため、他方の上アーム半導体素子２Hbを流れた電流Ｉは、交流バスバー７Aを通り、一方のフリーホイールダイオード２８aを流れる。上述したように、交流バスバー７Aにはインダクタンスが寄生しているため、このインダクタンスにより、誘導起電力ＶKEが発生する。したがって、一方の上アーム半導体素子２Haの基準電極２１KEaよりも、他方の上アーム半導体素子２Hbの基準電極２１KEbの方が、ＶKEだけ電位が高くなる。
そのため、基準電位が高い上アーム半導体素子２Hbから、基準電位が低い上アーム半導体素子２Haへ、基準配線４KEを通って電流ｉが流れる。そのため、基準配線４KEに寄生したインダクタンスＬKEによって、誘導起電力ΔＶ（＝ＬKEｄｉ／ｄｔ）が発生する。したがって、基準電位が低い半導体素子２Haの基準電極２１KEaに対して、駆動回路３０の基準になる電位ＥHは、ΔＶだけ高くなる。駆動回路３０は、この電位ＥHを基準にして制御電極２１Gに制御電圧ＶGを加える。そのため、基準電位が低い半導体素子２Haの制御電極２１Gには、制御電圧ＶGとΔＶとの和ＶG＋ΔＶが加わる。
また、誘導起電力ΔＶが発生すると、基準電位が高い半導体素子２Hbの基準電極２１KEbに対して、駆動回路３０の基準になる電位ＥHは、ΔＶだけ低くなる。そのため、基準電位が高い半導体素子２Hbの制御電極２１Gには、ＶG−ΔＶしか加わらない。このように、複数の半導体素子２を同時にスイッチング動作させる場合は、制御電圧２１Gに加わる電圧がばらつきやすい。しかしながら、本形態では、上述したように、基準配線４KEに寄生するインダクタンスＬKEを小さくしているため、誘導起電力ΔＶを小さくすることができる。そのため、制御電圧２１Gに加わる電圧が大きくばらつくことを抑制できる。
一方、下アーム半導体素子２Lをオンしたときも、同様に、制御電極２１Gに加わる電圧に差が生じることがある。図２に示すごとく、下アーム半導体素子２Lには、半導体モジュール２０の負極端子２４Nが接続している。この負極端子２４Nには、インダクタンスＬNが寄生している。２個の負極端子２４NのインダクタンスＬNは、互いに異なることがある。例えば、一方の負極端子２４Naに寄生したインダクタンスＬNaよりも、他方の負極端子２４Nbに寄生したインダクタンスＬNbの方が高いことがある。この場合、２個の下アーム半導体素子２La，２Lbを両方ともオンすると、電流Ｉが負極端子２４Na，２４Nbを流れ、インダクタンスの差により、負極端子２４Na，２４Nbに発生する誘導起電力に差が生じる。そのため、一方の下アーム半導体素子２Laの基準電極２１KEaよりも、他方の下アーム半導体素子２Lbの基準電極２１KEbの方が、電位が高くなる。
したがって、他方の下アーム半導体素子２Lbから一方の下アーム半導体素子２Laへ、基準配線４KEを通って電流ｉが流れる。そのため、上アーム半導体素子２Hをオンしたとき（図１参照）と同様に、制御電極２１Gに加わる電圧に差が生じる。すなわち、一方の下アーム半導体素子２Laの制御電極２１GにはＶG＋ΔＶが加わり、他方の下アーム半導体素子２Lbの制御電極２１GにはＶG−ΔＶしか加わらない。しかしながら、本形態では、上述したように、基準配線４KEに寄生するインダクタンスＬKEを小さくしている。そのため、制御電極２１Gに加わる電圧が大きくばらつくことを抑制できる。
次に、電力変換装置１の立体的な構造について説明する。図６、図７に示すごとく、本形態では、半導体モジュール２０と冷却管１１とを交互に積層して、積層体１０を構成してある。積層体１０の積層方向（Ｘ方向）において積層体１０に隣り合う位置に、加圧部材１７（板ばね）が配されている。この加圧部材１７によって、積層体１０を、ケース１６の壁部１６１へ向けて加圧している。これにより、半導体モジュール２０と冷却管１１との接触圧を確保しつつ、積層体１０をケース１６内に固定している。
Ｘ方向に隣り合う２つの冷却管１１は、連結管１５によって互いに連結されている。また、複数の冷却管１１のうち、Ｘ方向における一端に位置する端部冷却管１１aには、冷媒１２を導入するための導入管１３と、冷媒１２を導出するための導出管１４とが接続している。導入管１３から冷媒１２を導入すると、冷媒１２は連結管１５を通って全ての冷却管１１を流れる。これにより、半導体モジュール２０を冷却している。
また、上述したように、半導体モジュール２０は、正極端子２４Pと、負極端子２４Nと、出力端子２４Oと、制御端子２５とを備える。正極端子２４Pとコンデンサ７２とは、正極バスバー７Pによって接続されている。また、負極端子２４Nとコンデンサ７２とは、負極バスバー７Nによって接続されている。
図３に示すごとく、制御端子２５は、制御回路部３の接続部５に接続している。複数の接続部５によって接続部群５０が構成されている。駆動回路３０は、複数の接続部５の配列方向（Ｙ方向）において、接続部群５０に隣り合う位置に形成されている。また、上述したように、制御回路部３は、接続部５として、基準用接続部５KEおよび制御用接続部５Gを備える。駆動回路３０と基準用接続部５KEとは、基準配線４KEによって接続されている。駆動回路３０と制御用接続部５Gとは、制御配線４Gによって接続されている。Ｙ方向において、基準用接続部５KEは、制御用接続部５Gよりも、これらが接続される駆動回路３０に近い位置に形成されている。より詳しくは、複数の接続部５のうち、Ｙ方向において駆動回路３０に最も近い位置に形成された接続部５を、基準用接続部５KEとしてある。
図３に示すごとく、接続部群５０には、上アーム半導体素子２Hに接続するための上アーム接続部群５０Hと、下アーム半導体素子２Lに接続するための下アーム接続部群５０Lとがある。これら上アーム接続部群５０Hと下アーム接続部群５０Lとは、Ｙ方向において互いに隣り合っている。また、駆動回路３０には、上アーム半導体素子２Hに接続した上アーム駆動回路３０Hと、下アーム半導体素子２Lに接続した下アーム駆動回路３０Lとがある。上アーム駆動回路３０Hと下アーム駆動回路３０Lとは、上アーム接続部群５０H及び下アーム接続部群５０Lを、Ｙ方向から挟む位置に形成されている。
本形態の作用効果について説明する。図１、図２に示すごとく、本形態では、基準配線４KEに寄生したインダクタンスＬKEを、制御配線４Gに寄生したインダクタンスＬKEよりも小さくしてある。
そのため、個々の半導体素子２の制御電極２１Gに加わる電圧のばらつきを低減できる。すなわち、上述したように、並列接続された複数の半導体素子２を同時にスイッチング動作させると、個々の半導体素子２の基準電位がばらつきやすくなる。その結果、基準電位が高い半導体素子２から基準電位が低い半導体素子２へ、基準配線４KEを介して電流ｉ流れることがある。しかしながら、本形態では、基準配線４KEに寄生したインダクタンスＬKEを小さくしてあるため、基準配線４KEに発生する誘導起電力ΔＶを小さくすることができる。基準電位が低い半導体素子２は、制御電極２１GにＶG＋ΔＶが加わり、基準電位が高い半導体素子２にはＶG−ΔＶが加わるが、本形態ではΔＶを小さくすることができるため、各半導体素子２の制御電極２１Gに加わる電圧のばらつきを抑制できる。そのため、基準電位が低い半導体素子２の制御電極２１Gに高い電圧が加わりすぎて、この半導体素子２が劣化したり、基準電位が高い半導体素子２の制御電極２１に低い電圧しか加わらず、充分にオンしなかったりする不具合を抑制できる。
従来の電力変換装置１は、図３９に示すごとく、基準配線４KEに寄生するインダクタンスＬKEが、制御配線４Gに寄生するインダクタンスＬGよりも大きかった。そのため、基準配線４KEに電流ｉが流れたときに高い誘導起電力ΔＶが発生していた。したがって、複数の上アーム半導体素子２Hを同時にオンしたときに、一部の上アーム半導体素子２Haに高い電圧ＶG＋ΔＶが加わり、この半導体素子２Haが劣化しやすくなったり、他の上アーム半導体素子２Hbに低い電圧ＶG−ΔＶしか加わらず、充分にオンしなかったりする問題が生じていた。また、図４０に示すごとく、複数の下アーム半導体素子２La，２Lbを同時にオンする場合も、同様の問題が生じていた。これに対して、本形態では、基準配線４KEのインダクタンスＬKEを小さくしているため、ΔＶを小さくすることができる。そのため、個々の半導体素子２の制御端子２１Gに加わる電圧のばらつきを小さくすることができる。
また、本形態では図３に示すごとく、基準配線４KEの配線長を、制御配線４Gの配線長よりも短くしてある。
そのため、基準配線４KEに寄生するインダクタンスＬKEを、確実に、制御配線４Gに寄生するインダクタンスＬGよりも小さくすることができる。
また、本形態では、制御回路部３に、複数の接続部５を形成してある。駆動回路３０は、Ｙ方向において接続部群５０に隣り合う位置に形成されている。基準用接続部５KEは、Ｙ方向において、制御用接続部５Gよりも、駆動回路３０に近い位置に形成されている。
そのため、駆動回路３０と基準用接続部５KEとを繋ぐ基準配線４KEの長さを短くすることができ、基準配線４KEに寄生するインダクタンスＬKEを小さくすることができる。
また、図３に示すごとく、本形態では、複数の接続部５のうちＹ方向において駆動回路３０に最も近い位置に形成された接続部５を、基準用接続部群５KEとしてある。
そのため、基準配線４KEの長さをより短くすることができ、基準配線４KEのインダクタンスを効果的に低減させることができる。
また、図１、図２に示すごとく、本形態では、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとが、同一の半導体モジュール２０に内蔵されている。
そのため、本発明の効果を特に顕著に発揮させることができる。すなわち、図１２に示すごとく、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとを、それぞれ別の半導体モジュール２０に内蔵させることも可能であるが、この場合、上アーム半導体素子２Hの制御電極２１Gに加わる電圧は、大きくばらつきにくい。つまり、この場合、２個の上アーム半導体素子２Hは、それぞれ下アーム半導体素子２Lに個別に接続されておらず、共通の交流バスバー７Aのみを介して、下アーム半導体素子２Lに電気接続される。したがって、一方のフリーホイールダイオード２８aのみがリカバリーし、他方のフリーホイールダイオード２８bがリカバリーしない場合、２つの上アーム半導体素子２Hをそれぞれ流れた電流Ｉは、両方とも、交流バスバー７Aを通って、一方のフリーホイールダイオード２８aへ流れることになる。したがって、両方の電流Ｉとも、交流バスバー７Aを通るため、電流経路に寄生するインダクタンスの大きさが殆ど同じになり、このインダクタンスによって発生する誘導起電力は殆ど同じ大きさになる。したがって、２個の上アーム半導体素子２Ha，２Hbの基準電極２１KEの電位は、殆ど等しくなる。そのため、基準配線４KEに大きな電流ｉは流れず、基準配線４KEに誘導起電力ΔＶは殆ど発生しない。したがって、２個の上アーム半導体素子２Ha，２Hbの制御電極２１Gに加わる電圧は、殆ど等しくなる。
これに対して、図１に示すごとく、本形態のように、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとが同一の半導体モジュール２０に内蔵されている場合は、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとが半導体モジュール２０内において個別に接続される。そのため、一方のフリーホイールダイオード２８aのみリカバリーした場合、一方の上アーム半導体素子２Haの電流Ｉは交流バスバー７Aを通らず、他方の上アーム半導体素子２Hbの電流Ｉだけ、交流バスバー７Aを通ることになる。そのため、電流経路に寄生するインダクタンスに大きな差が生じ、この差が原因となって、２個の上アーム半導体素子２Ha，２Hbの基準電位が大きく異なってしまう。したがって、基準配線４KEに電流ｉが流れ、基準配線４KEに誘導起電力ΔＶが発生しやすい。そのため、本形態のように、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとを同一の半導体モジュール２０に内蔵した場合は、基準配線４KEに寄生するインダクタンスＬKEを小さくすることにより、上アーム半導体素子２Hの制御電極２１Gに加わる電圧のばらつきを抑制できる効果を、特に顕著に発揮させることができる。
以上のごとく、本形態によれば、複数の半導体素子を同時にスイッチング動作でき、かつ個々の半導体素子の制御電極に加わる電圧のばらつきを低減できる電力変換装置を提供することができる。
なお、本形態では、上アーム側と下アーム側との双方について、基準配線４KEのインダクタンスＬKEを制御配線４GのインダクタンスＬGよりも小さくしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、上アーム側と下アーム側とのいずれか一方のみ、基準配線４KEのインダクタンスＬKEを制御配線４GのインダクタンスＬGより小さくしてもよい。
以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態１と同様の構成要素等を表す。
（実施形態２）
本形態は、制御回路部５の構成を変更した例である。図８に示すごとく、本形態では、基準配線４KEの幅を、制御配線４Gの幅よりも太くしてある。これにより、基準配線４KEに寄生するインダクタンスＬKEを、制御配線４Gに寄生するインダクタンスＬGよりも小さくしている。
このようにすると、制御用接続部５Gの方が基準用接続部５KEよりも駆動回路３０に近い位置に形成されている場合でも、基準配線４KEのインダクンタスＬKEを制御配線４GのインダクタンスＬGよりも小さくすることができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
なお、本形態では、制御配線４Gを基準配線４KEよりも短くしてあるが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、実施形態１（図３参照）のように、基準配線４KEを制御配線４Gよりも短くし、さらに、基準配線４KEの幅を制御配線４Gの幅よりも太くしてもよい。このようにすると、基準配線４KEの配線長を短くでき、かつ幅を太くできるため、基準配線４KEのインダクタンスＬKEを効果的に小さくすることができる。
（実施形態３）
本形態は、制御回路部３の構成を変更した例である。図９に示すごとく、本形態では、上アーム接続部群５０Hと下アーム接続部群５０Lとの間に、２個の駆動回路３０H，３０Lを形成してある。個々の駆動回路３０H，３０Lは、Ｙ方向において接続部群５０と隣り合う位置に形成されている。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態４）
本形態は、制御回路部３の構成を変更した例である。図１０に示すごとく、本形態では、個々の駆動回路３０H，３０Lを、Ｙ方向における、接続部群５０の一方側に配置してある。すなわち、上アーム駆動回路３０Hを、Ｙ方向における上アーム接続部群５０Hの一方側に配置してあると共に、下アーム駆動回路３０Lを、Ｙ方向における下アーム接続部群５０Lの一方側に配置してある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態５）
本形態は、制御回路部３の構成を変更した例である。図１１に示すごとく、本形態では、上アーム接続部群５０Hと下アーム接続部群５０LとをＸ方向に交互に配置してある。駆動回路３０H，３０Lは、Ｙ方向における接続部群５０H，５０Lの一方側に配されている。また、本形態では、実施形態１と同様に、基準配線４KEを制御配線４Gよりも短くしてある。これにより、基準配線４KEに寄生するインダクタンスＬKEを、制御配線４Gに寄生するインダクタンスＬGよりも小さくしている。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態６）
本形態は、半導体モジュール２０の構成を変更した例である。図１２、図１３に示すごとく、本形態では、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとは、それぞれ別の半導体モジュール２０に内蔵されている。この場合、上述したように、複数の上アーム半導体素子２Hの基準電極２１KEの電位には差が生じにくい（図１２参照）が、下アーム半導体素子２Lの基準電極２１KEの電位には差が生じることがある。すなわち、下アーム半導体素子２Lの基準電極２１KEには負極端子２４Nが接続しており、この負極端子２４NのインダクタンスＬNがばらつくことがある。例えば、一方の下アーム半導体素子２LaのインダクタンスＬNaよりも、他方の下アーム半導体素子２LbのインダクタンスＬNbの方が大きいことがある。この場合、２個の下アーム半導体素子２La，２Lbを同時にオンすると、インダクタンスＬNa，ＬNbの違いによって、一方の下アーム半導体素子２Laよりも他方の下アーム半導体素子２Lbの方が、基準電極２１KEの電位が高くなる。そのため、他方の下アーム半導体素子２Lbから一方の下アーム半導体素子２Laへ、基準配線４KEを通って電流ｉが流れ、基準配線４KEに誘導起電力ΔＶが発生する。しかしながら、本形態では、基準配線４KEに寄生するインダクタンスＬKEを小さくしてあるため、ΔＶを小さくすることができる。そのため、各半導体素子２La，２Lbに加わる電圧がばらつくことを抑制できる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態７）
本形態は、制御回路部３０の配置位置等を変更した例である。図１４に示すごとく、本形態では、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとを、それぞれ別の半導体モジュール２０（２０H，２０L）に設けてある。また、図１４、図１６に示すごとく、本形態の上アーム半導体モジュール２０Hは、互いに並列接続され同時にスイッチング動作する複数の上アーム半導体素子２H（２Ha，２Hb）を内蔵している。同様に、下アーム半導体モジュール２０Lは、互いに並列接続され同時にスイッチング動作する複数の下アーム半導体素子２L（２La，２Lb）を内蔵している。
図１４、図１５に示すごとく、Ｙ方向において、上アーム接続部群５０Hと下アーム接続部群５０Lとの間に、上アーム駆動回路３０Hおよび下アーム駆動回路３０Lが配されている。
図１５に示すごとく、本形態では、実施形態１と同様に、基準用接続部５KEと駆動回路３０とを、基準配線４KEによって接続してある。また、制御用接続部５Gと駆動回路３０とを、制御配線４Gによって接続してある。また、Ｙ方向において、基準用接続部５KEを、制御用接続部５Gよりも、これらに接続する駆動回路３０に近い位置に形成してある。より詳しくは、複数の接続部５のうち、Ｙ方向において駆動回路３０に最も近い位置に形成された接続部５を、基準用接続部５KEとしてある。
図１５に示すごとく、Ｙ方向において、上アーム接続部群５０Hと下アーム接続部群５０Lとの間に、上アーム駆動回路３０H及び下アーム駆動回路３０Lを配置してある。また、上アーム駆動回路３０H及び下アーム駆動回路３０Lの間に、これらに接続した電源回路３１が設けられている。電源回路３１は、２つの駆動回路３０H，３０Lに共通して用いられる。また、本形態の駆動回路３０は、専用のＩＣによって構成されている。駆動回路３０と接続部群５０との間、および駆動回路３０と電源回路３１との間には、これらの絶縁を確保するための絶縁スペースＳIが形成されている。制御回路部３の縁部３５には、低圧配線８９が設けられている。この低圧配線８９と接続部群５０との間にも、絶縁スペースＳIが形成されている。
本形態の作用効果について説明する。図１５に示すごとく、本形態では実施形態１と同様に、基準用接続部５KEを、制御用接続部５Gよりも、駆動回路３０に近い位置に形成してある。そのため、基準配線４KEを制御配線４Gよりも短くすることができ、基準配線４KEに寄生するインダクタンスＬKEを低減することができる。
また、本形態では、２つの駆動回路３０H，３０Lを、Ｙ方向において、上アーム接続部群５０Hと下アーム接続部群５０Lとの間に配置してある。そのため、上アーム駆動回路３０Hと下アーム駆動回路３０Lとを近づけることができ、電源回路３１を、２つの駆動回路３０H，３０Lに共通して用いることができる。したがって、電源回路３１の数を減らすことができ、制御回路部３の製造コストを低減できる。また、制御回路部３の面積を小さくすることができる。
また、個々の接続部５は、半導体素子２の、互いに異なる電極２１（２１KE，２１SE，２１G，２１A，２１K：図５参照）に接続している。図１５に示すごとく、Ｙ方向の一方側（例えば図の左側）から他方側（例えば図の右側）へ向かったときにおける、上アーム接続部群５０Hを構成する個々の接続部５の、上記電極２１への接続順（５K，５A，５G，５SE，５KE）と、下アーム接続部群５０Lを構成する個々の接続部５の、上記電極２１への接続順（５KE，５SE，５G，５A，５K）とが、互いに逆になっている。
そのため、上アーム側と下アーム側それぞれについて、基準用接続部５KEを制御回路３０に近づけつつ、上アーム接続部群５０Hおよび下アーム接続部群５０Lを左右対称にすることができる。したがって、制御回路基板３の構成を簡素にすることができ、設計を容易にすることができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態８）
本形態は、駆動回路３０の配置位置を変更した例である。図１７、図１８に示すごとく、本形態では、実施形態７と同様に、基準用接続部５KEを、制御用接続部５Gよりも、これらに接続した駆動回路３０に近い位置に形成してある。これにより、基準配線４KEを制御配線４Gよりも短くし、基準配線４KEのインダクタンスＬKEを小さくしている。
また、図１８に示すごとく、本形態では、Ｙ方向において、上アーム駆動回路３０Hと、上アーム接続部群５０Hと、下アーム接続部群５０Lと、下アーム駆動回路３０Lとを、この順に配置してある。
接続部群５０と駆動回路３０との間、及び上アーム接続部群５０Hと下アーム接続部群５０Lとの間に、これらを絶縁するための絶縁領域ＳIが形成されている。また、制御回路部３の縁部３５には、実施形態７と同様に、低圧配線８９が設けられている。この低圧配線８９と駆動回路３０Hとの間にも、絶縁領域ＳIが形成されている。
本形態の作用効果について説明する。図１８に示すごとく、本形態では、Ｙ方向において、上アーム駆動回路３０Hと、上アーム接続部群５０Hと、下アーム接続部群５０Lと、下アーム駆動回路３０Lとを、この順に配置してある。
そのため、制御回路部３を、上アーム側と下アーム側とで対称にすることができ、制御回路部３の回路構成を簡素にすることができる。そのため、制御回路部３の設計を容易に行うことができる。
又、上記構成にすると、制御回路部３をより小型化することが可能になる。すなわち、図１５に示すごとく、２つの接続部群５０H，５０Lの間に駆動回路３０H，３０Lを設けることも可能であるが、この場合、接続部群５０と低圧配線８９との間に絶縁領域ＳIを確保する必要が生じる。これに対して、本形態のように、Ｙ方向において接続部群５０の外側に駆動回路３０を配置すれば、接続部群５０と低圧配線８９との間に駆動回路３０が介在するため、低圧配線８９を接続部群５０から遠ざけることができる。したがって、実施形態７（図１５参照）のように、接続部群５０と低圧配線８９との間を絶縁するための専用の絶縁領域ＳI’を形成する必要がなくなり、制御回路部３の面積をより小さくすることができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態９）
本形態は、半導体モジュール２０の構造、及び駆動回路３０の配置位置を変更した例である。図２１に示すごとく、本形態では、互いに並列に接続された複数の上アーム半導体素子２H（２Ha，２Hb）と、互いに並列に接続された複数の下アーム半導体素子２L（２La，２Lb）とを、同一の半導体モジュール２０内に設けてある。
また、図１９、図２０に示すごとく、本形態では、Ｙ方向において、上アーム駆動回路３０Hと、上アーム接続部群５０Hと、下アーム駆動回路３０Lと、下アーム接続部群５０Lとが、この順に配置されている。また、本形態では実施形態１と同様に、基準用接続部５KEを、制御用接続部５Gよりも、制御回路３０に近い位置に配置してある。これにより、基準配線４KEを制御配線４Gよりも短くし、基準配線４KEのインダクタンスＬKEを小さくしている。
本形態の作用効果を説明する。本形態では、図１９、図２１に示すごとく、互いに並列に接続された複数の上アーム半導体素子２H（２Ha，２Hb）と、互いに並列に接続された複数の下アーム半導体素子２L（２La，２Lb）とを、同一の半導体モジュール２０に設けてある。
そのため、半導体モジュール２０の個数を低減することができる。したがって、電力変換装置１の部品点数を減らすことができ、製造コストを低減することができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
なお、本形態では図２１に示すごとく、互いに並列に接続された、複数の上アーム半導体素子２H（２Ha，２Hb）と複数の下アーム半導体素子２L（２La，２Lb）とを同一の半導体モジュール２０に設けてあるが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、個々の半導体素子２（２H，２L）を別々の半導体モジュール２０に内蔵させ、これらの半導体モジュール２０を図２０に示す制御回路部３に接続してもよい。また、１つの半導体モジュール２０に上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとをそれぞれ１つずつ内蔵させ、この半導体モジュール２０を図２０に示す制御回路部３に接続しても良い。
（実施形態１０）
本形態は、半導体素子２の構造を変更した例である。図２２に示すごとく、本形態の半導体素子２は、制御回路部３に電気接続するための複数のパッド２６を備える。これら複数のパッド２６は、Ｙ方向に配列している。複数のパッド２６のうち２個のパッド２６は、半導体素子２の基準電極２１KEを制御回路部３に電気接続するための基準用パッド２６KE（２６KEa，２６KEb）である。図２３、図２４に示すごとく、複数の基準用パッド２６KE（２６KEa，２６KEb）のうち、Ｙ方向において駆動回路３０に近い位置に配された基準用パッド２６KEを、制御回路部３に電気接続してある。
図２３に示すごとく、半導体モジュール２０は、半導体素子２を内蔵する本体部２００を備える。この本体部２００から、複数の制御端子２５が突出している。上述したように、半導体素子２には、第１基準用パッド２６KEaと第２基準用パッド２６KEbとの、２個の基準用パッド２６KEが形成されている。図２３に示すごとく、上アーム半導体モジュール２０Hでは、第２基準用パッド２６KEbの方が、第１基準用パッド２６KEaよりも、Ｙ方向において上アーム駆動回路３０Hに近い位置に配されている。この第２基準用パッド２６KEbを基準用制御端子２５KEに、ワイヤ２０１を用いて接続している。これにより、第２基準用パッド２６KEbを制御回路部３に電気接続している。
また、図２４に示すごとく、下アーム半導体素子２Lでは、第１基準用パッド２６KEaの方が、第２基準用パッド２６KEbよりも、下アーム駆動回路３０Lに近い位置に配されている。この第１基準用パッド２６KEaを基準用制御端子２５KEに、ワイヤ２０１を用いて接続している。これにより、第１基準用パッド２６KEaを制御回路部３に電気接続している。
本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとの構造を同一にでき、かつ、上アーム側と下アーム側それぞれについて、駆動回路３０に近い位置に、基準用制御端子２５KEを設けることができる。そのため、同じ種類の半導体素子２H，２Lを用いつつ、上アーム側と下アーム側の、基準配線４KEの長さをそれぞれ短くすることができる。したがって、使用する半導体素子２の種類を低減でき、電力変換装置１の製造コストを低減できると共に、基準配線４KEのインダクタンスＬKEを低減できる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態１１）
本形態は、半導体モジュール２０の構成を変更した例である。図２５に示すごとく、本形態では実施形態１と同様に、Ｙ方向において、基準用接続部５KEを、制御用接続部５Gよりも、これらが接続される駆動回路３０に近い位置に配置してある。これにより、基準配線４KEの長さを短くし、基準配線４KEのインダクタンスＬKEを低減させている。
また、図２５に示すごとく、本形態では、上アーム半導体モジュール２０Hと下アーム半導体モジュール２０Lとを、Ｙ方向に並べてある。そして、これら２つの半導体モジュール２０H，２０Lの間に存在し制御端子２５の突出方向（Ｚ方向）に平行な回転軸Ａを中心に、上アーム半導体モジュール２０Hを１８０°反転させた姿勢で、下アーム半導体モジュール２０Lを制御回路部３に接続してある。
このようにすると、同一種類の半導体モジュール２０を、上アーム半導体モジュール２０H及び下アーム半導体モジュール２０Lとして用いることができる。そのため、使用する半導体モジュール２０の種類を少なくすることができ、電力変換装置１の製造コストを低減することができる。
また、上記構成にすると、同一種類の半導体モジュール２０を用いつつ、上アーム側と下アーム側それぞれについて、基準用制御端子２５KEを駆動回路３０に近づけることができる。そのため、基準配線４KEを短くすることができ、基準配線４KEのインダクタンスＬKEを低減できる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態１２）
本形態は、半導体モジュール２の種類を変更した例である。図２７に示すごとく、本形態では、互いに並列に接続された２個の上アーム半導体素子２Hを、一つの上アーム半導体モジュール２０Hに設けてある。また、互いに並列に接続された２個の下アーム半導体素子２Lを、一つの下アーム半導体モジュール２０Lに設けてある。これらの半導体モジュール２０H，２０Lは、２個のコレクタ端子２４C(２４Ca，２４Cb)と、一個のエミッタ端子２４Eとを備える。このようにコレクタ端子２４Cを２個設けることにより、半導体素子２のコレクタ電極２１Cに寄生するインダクタンスを均等化している。図２６に示すごとく、エミッタ端子２４Eは、２個のコレクタ端子２４Cの間に配されている。
また、図２６に示すごとく、本形態では、実施形態１１と同様に、上アーム半導体モジュール２０Hと下アーム半導体モジュール２０LとをＹ方向に並べてある。そして、これら２つの半導体モジュール２０H，２０Lの間に存在しＺ方向に平行な回転軸Ａを中心に、上アーム半導体モジュール２０Hを１８０°回転させた姿勢で、下アーム半導体モジュール２０Lを制御回路部３に接続してある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態１３）
本形態は、駆動回路３０及び電源回路３１の配置位置を変更した例である。図２８に示すごとく、本形態では、駆動回路３０及び電源回路３１を、制御回路部３の、半導体モジュール２０側の面Ｓ1に配置してある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態１４）
本形態は、半導体モジュール２０の構成を変更した例である。図２９に示すごとく、本形態では、互いに並列に接続された２個の上アーム半導体素子２H（２Ha，２Hb）と、互いに並列に接続された２個の下アーム半導体素子２L（２La，２Lb）とを、一つの半導体モジュール２０に設けてある。半導体モジュール２０の出力端子２４Oは、本体部２００から制御回路部３とは反対側に突出した第１部分２４１と、該第１部分２４１からＹ方向に延出した第２部分２４２と、該第２部分２４２からＺ方向における制御回路部３側に突出した第３部分２４３とを備える。制御回路部３には、貫通孔３７が形成されている。この貫通孔３７に第３部分２４３を挿入してある。第３部分２４３には、出力電流を測定するための電流センサ８８を取り付けてある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態１５）
本形態は、半導体モジュール２０の構造を変更した例である。図３０に示すごとく、本形態では、実施形態１４と同様に、互いに並列に接続された２個の上アーム半導体素子２Hと、互いに並列に接続された２個の下アーム半導体素子２Lとを、一つの半導体モジュール２０に設けてある。出力端子２４Oは、本体部２００から、Ｚ方向における制御回路部３側に突出している。制御回路部３には貫通孔３７が形成されており、この貫通孔３７に、出力端子２４Oを挿入してある。また、出力端子２４Oには、出力電流を測定するための電流センサ８８を取り付けてある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態１６）
本形態は、半導体モジュール２０の構成を変更した例である。図３１に示すごとく、本形態の出力端子２４Oは、本体部２００の側面２０９から突出し、屈曲形成されている。この出力端子２４Oの先端を、制御回路部３の貫通孔３７に挿入してある。また、出力端子２４Oには、電流センサ８８を取り付けてある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態１７）
本形態は、半導体モジュール２０の構成を変更した例である。図３２に示すごとく、本形態では、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとを、それぞれ別の半導体モジュール２０に設けてある。上アーム半導体モジュール２０Hのエミッタ端子２４Eと、下アーム半導体モジュール２０Lのコレクタ端子２４Cとを、交流バスバー７Aによって互いに接続してある。上アーム半導体モジュールのエミッタ端子２４Eは屈曲形成され、制御回路部３の貫通孔３７に挿入されている。このエミッタ端子２４Eに、出力電流を測定するための電流センサ８８を取り付けてある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態１８）
本形態は、半導体モジュール２０の構成を変更した例である。図３３に示すごとく、本形態では、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとを、それぞれ別の半導体モジュール２０に設けてある。上アーム半導体モジュール２０Hは、第１エミッタ端子２４Eaと第２ミッタ端子２４Ebとの、２個のエミッタ端子２４Eを備える。上記第１エミッタ端子２４Eaと、下アーム半導体モジュール２０Lのコレクタ端子２４Cとを、交流バスバー７Aによって接続してある。第２エミッタ端子２４Ebは、上アーム半導体モジュール２０Hの本体部２００から、Ｚ方向における制御回路部３側に突出している。第２エミッタ端子２４Ebは、制御回路部３の貫通孔３７に挿入されている。第２エミッタ端子２４Ebに、電流センサ８８を取り付けてある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態１９）
本形態は、半導体モジュール２０の構成を変更した例である。図３４に示すごとく、本形態では、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとを、それぞれ別の半導体モジュール２０に設けてある。上アーム半導体モジュール２０Hの第１エミッタ端子２４Eaと、下アーム半導体モジュール２０Lのコレクタ端子２４Cとを、交流バスバー７Aによって接続してある。上アーム半導体モジュール２０Hの本体部２００の側面２０９から、第２エミッタ端子２４Ebが突出している。第２エミッタ端子２４Ebは屈曲しており、制御回路部３の貫通孔３７に挿入されている。第２エミッタ端子２４Ebに電流センサ８８を取り付けてある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態２０）
本形態は、半導体モジュール２０の構成を変更した例である図３５に示すごとく、本形態では、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとを、それぞれ別の半導体モジュール２０に設けてある。下アーム半導体素子２Lのコレクタ端子２４Cは、本体部２００から突出しており、屈曲している。このコレクタ端子２４Cを、制御回路部３の貫通孔３７に挿入してある。コレクタ端子２４に電流センサ８８を取り付けてある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態２１）
本形態は、半導体モジュール２０の構成を変更した例である。図３６に示すごとく、本形態では、上アーム半導体素子２Hと下アーム半導体素子２Lとを、それぞれ別の半導体モジュール２０に設けてある。下アーム半導体モジュール２Lは、第１コレクタ端子２４Caと第２コレクタ端子２４Cbとの、２個のコレクタ端子２４Cを備える。上アーム半導体モジュール２０Hのエミッタ端子２４Eと、下アーム半導体モジュール２０Lの第１コレクタ端子２４Caとを、交流バスバー７Aによって接続してある。下アーム半導体モジュール２０Lの第２コレクタ端子２４Cbは、本体部２００から制御回路部３側へ突出しており、貫通孔３７に挿入されている。第２コレクタ端子２４Cbに電流センサ８８を取り付けてある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態２２）
本形態は、半導体モジュール２０の構成を変更した例である。図３７に示すごとく、本形態の下アーム半導体モジュール２０Lは、第１コレクタ端子２４Caと第２コレクタ端子２４Cbとの、２個のコレクタ端子２４Cを備える。第１コレクタ端子２４Caは、上アーム半導体モジュール２０Hのエミッタ端子２４Eに接続されている。第２コレクタ端子２４Cbは、本体部２００の側面２０９から突出しており、屈曲形成されている。この第２コレクタ端子２４Cbを、制御回路部３の貫通孔３７に挿入してある。第２コレクタ端子２４Cbに、電流センサ８８を取り付けてある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
（実施形態２３）
本形態は、交流バスバー７Aの構成を変更した例である。図３８に示すごとく、本形態の交流バスバー７Aは、上アーム半導体モジュール２０Hのエミッタ端子２４Eと、下アーム半導体モジュール２０Lのコレクタ端子２４Cとを接続している。交流バスバー７Aは屈曲形成され、制御回路部３の貫通孔３７に挿入されている。交流バスバー７Aに、電流センサ８８を取り付けてある。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。
１ 電力変換装置
２ 半導体素子
２H 上アーム半導体素子
２L 下アーム半導体素子
２１G 制御電極
２１KE 基準電極
３ 制御回路部
３０ 駆動回路
４G 制御配線
４KE 基準配線

Claims (13)

  1. 複数の半導体素子（２）と、
    該半導体素子のスイッチング動作を制御する制御回路部（３）とを備え、
    上記半導体素子には、上アーム側に配された上アーム半導体素子（２H）と、下アーム側に配された下アーム半導体素子（２L）とがあり、上記制御回路部によって、互いに並列に接続された複数の上記上アーム半導体素子を同時にスイッチング動作すると共に、互いに並列に接続された複数の上記下アーム半導体素子を同時にスイッチング動作するよう構成され、
    上記制御回路部は、同時にスイッチング動作する複数の上記半導体素子にそれぞれ電気接続した駆動回路（３０）と、上記半導体素子の制御電極（２１G）と上記駆動回路とを繋ぐ制御配線（４G）と、上記半導体素子の基準電極（２１KE）と上記駆動回路とを繋ぐ基準配線（４KE）とを備え、
    該基準配線に寄生したインダクタンス（ＬKE）を、上記制御配線に寄生したインダクタンス（ＬG）よりも小さくしてある、電力変換装置（１）。
  2. 上記基準配線の配線長を、上記制御配線の配線長よりも短くしてある、請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 上記基準配線の幅を、上記制御配線の幅よりも太くしてある、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
  4. 上記制御回路部には、該制御回路部を上記半導体素子に電気接続するための複数の接続部（５）が形成され、上記駆動回路は、複数の上記接続部の配列方向において、該複数の接続部からなる接続部群（５０）に隣り合う位置に形成され、上記接続部として、上記半導体素子の上記基準電極に電気接続するための基準用接続部（５KE）と、上記制御電極に電気接続するための制御用接続部（５G）とを備え、上記基準用接続部と上記駆動回路とを上記基準配線によって接続してあると共に、上記制御用接続部と上記駆動回路とを上記制御配線によって接続してあり、上記配列方向において、上記基準用接続部は、上記制御用接続部よりも、これらに接続した上記駆動回路に近い位置に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  5. 上記複数の接続部のうち上記配列方向において上記駆動回路に最も近い位置に形成された上記接続部を、上記基準用接続部としてある、請求項４に記載の電力変換装置。
  6. 上記接続部群として、上記上アーム半導体素子に接続するための上アーム接続部群（５０H）と、上記下アーム半導体素子に接続するための下アーム接続部群（５０L）とを備え、上記駆動回路として、上記上アーム半導体素子に接続した上アーム駆動回路（３０H）と、上記下アーム半導体素子に接続した下アーム駆動回路（３０L）とを備え、上記配列方向において、上記上アーム接続部群と上記下アーム接続部群との間に、上記上アーム駆動回路および上記下アーム駆動回路が配されている、請求項４又は５に記載の電力変換装置。
  7. 上記接続部群として、上記上アーム半導体素子に接続するための上アーム接続部群と、上記下アーム半導体素子に接続するための下アーム接続部群とを備え、上記駆動回路として、上記上アーム半導体素子に接続した上アーム駆動回路と、上記下アーム半導体素子に接続した下アーム駆動回路とを備え、上記配列方向において、上記上アーム駆動回路と、上記上アーム接続部群と、上記下アーム接続部群と、上記下アーム駆動回路とが、この順に配されている、請求項４又は５に記載の電力変換装置。
  8. 上記接続部群を構成する複数の上記接続部は、上記半導体素子の、互いに異なる電極にそれぞれ電気接続しており、上記配列方向の一方側から他方側へ向かったときにおける、上記上アーム接続部群を構成する個々の上記接続部の、上記電極への接続順と、上記下アーム接続部群を構成する個々の上記接続部の、上記電極への接続順とは、互いに逆にされている、請求項６又は７に記載の電力変換装置。
  9. 上記半導体素子は、上記制御回路部に電気接続するための、上記配列方向に並べられた複数のパッド（２６）を備え、該複数のパッドのうち少なくとも２個の上記パッドは、上記基準電極を上記制御回路部に電気接続するための基準用パッド（２６KE）であり、複数の該基準用パッドのうち、上記配列方向において上記駆動回路に近い位置に配された上記基準用パッドを、上記制御回路部に電気接続してある、請求項４〜８のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  10. 上記複数のパッドのうち、上記配列方向における両端に位置する上記パッドを、それぞれ上記基準用パッドとしてある、請求項９に記載の電力変換装置。
  11. 上記上アーム半導体素子と上記下アーム半導体素子とが同一の半導体モジュール（２０）に内蔵されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  12. 互いに並列に接続され同時にスイッチング動作する複数の上記半導体素子が、同一の半導体モジュールに内蔵されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  13. 上記上アーム半導体素子を内蔵した上アーム半導体モジュール（２０H）と、上記下アーム半導体素子を内蔵した下アーム半導体モジュール（２０L）との、２種類の半導体モジュールを備え、個々の該半導体モジュールは、上記半導体素子を内蔵した本体部（２００）と、該本体部から突出し上記接続部に接続される複数の制御端子（２５）とを備え、上記上アーム半導体モジュールと上記下アーム半導体モジュールとは上記配列方向に並べられ、これら２個の上記半導体モジュールの間に存在し上記制御端子の突出方向（Ｚ）に平行な回転軸（Ａ）を中心に上記上アーム半導体モジュールを１８０°反転させた姿勢で、上記下アーム半導体モジュールを上記制御回路部に接続してある、請求項４〜８のいずれか一項に記載の電力変換装置。
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