JPH03145756A - 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

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JPH03145756A
JPH03145756A JP1284028A JP28402889A JPH03145756A JP H03145756 A JPH03145756 A JP H03145756A JP 1284028 A JP1284028 A JP 1284028A JP 28402889 A JP28402889 A JP 28402889A JP H03145756 A JPH03145756 A JP H03145756A
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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4911Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111Disposition 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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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。
〔従来の技術〕
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
とは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、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、あるいは並列接続され
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
−(、−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dν/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スナバば、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る。これらの欠点
を解決するため、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18311号明細書に記載さ
れている。第4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5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4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のカット(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。
cj)定電圧ダイオードが発熱するためこれを放熱させ
なし干ればならないが、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・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。
(3)このような1−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、第5図に示すように、通常
、ブリッジ回路の上アーム用のトランジスタモジュール
と下アーム用のトランジスタモジュールの2個のモジュ
ールを直列に接続した1アーム対を並列に接続するため
、トランジスタモジュールの個数が増加する問題があっ
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、ユ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、
電力変換装置を構成する場合、その使用するモジュール
の個数を減少せしめた電力変換装置用トランジスタモジ
ュールを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
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、直列に接続された
2個のトランジスタとこの各々のトランジスタに並列に
それぞれ接続された電流・電圧特性の順逆非対称素子及
びコンデンサからなる直列回路構成とが一つの容器内に
収容されるものにおいて、容器底板上に絶縁基板を介し
て複数の接続導体を設け、その第1の接続導体上には一
方のトランジスタのコレクタと一方の非対称素子のアノ
ードとがそれぞれ電極を下にして固着され、この第1の
接続導体は容器外に引き出されてコレクタ外部端子を形
成し、この一方のトランジスタの他面側のエミッタは金
属細線を介して第2の接続導体と接続され、この第2の
接VE導体は容器外に引き出されて中間外部端子を形成
し、一方の非対称素子のカソードは金属細線を介して前
記第3の接続導体と接続されて、この第3の接続導体は
容器外に引き出されてカソード外部端子を形成するとと
もに前記コンデンサを通して前記一方のトランジスタの
エミッタに接続され、 他方のトランジスタのコレクタは第3の接続導体に固着
され、この第4接続導体は引き出されて前記中間外部端
子に接続され、他方のトランジスタのエミッタは金属細
線を介して第5接続導体に接続され、この第5の接続導
体は容器外に引き出されてエミッタ外部端子を形成し、
他方の非対称素子のアノードは第6接続導体に接続され
、この第6の接続導体は容器外に引き出されてアノード
外部端子を形成するとともに前記の他のコンデンサを通
して他方のトランジスタのコレクタに接続するようにす
る。
〔作用〕
容器底板上の接続導体に固着される非対称素子に発生す
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。そして非対称素子はトランジ
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。
また、本発明のトランジスタモジュールは、電力変換装
置のブリッジ回路の上アーム用トランジスタと下アーム
用トランジスタを一体構造としたものであり、これによ
り、電力変換装置を構成するトランジスタモジュールの
個数を減少することができる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例における各素子及び部品の配
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.
34,34,36,37.38が固定されている。第1
の接続導体36の上にはトランジスタチップ41Aが下
面のコレクタ電極により、ダイオードチップ42A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
A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41Aの上面のエミッタ電極は第2の接続導
体35と、ベース電極は接続導体38と、ダイオードチ
ップ42^の上面のアノード電極は第2の接続導体35
と、また定電圧ダイオードチップ43Aの上面のカソー
ド電極は第3の接続導体37とそれぞれ金属細線5によ
って接続されている。
第4の接続導体32の上には、トランジスタチップ41
Bが下面のコレクタ電極により、ダイオードチップ42
Bが下面のカソード電極により固着されている。また、
第6の接続導体34の上には定電圧ダイオードチップ4
3Bが下面のアノード電極により固着されている。前述
と同様、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41Bの上面のエミッタ電極
は第5の接続導体33と、ベース電極は接続導体31と
、ダイオードチップ42Bの上面のアノード電極は第5
の接続導体33と、また、定電圧ダイオードチップ43
Bの上面のカソード電極は第5の接続導体33とそれぞ
れ金属細線5によって接続されている。
第3の接続導体37と第2の接続導体35の間に個別ス
ナバ用のコンデンサ7Aが、第6の接続導体34と第4
の接続導体32の間に個別スナバ用のコンデンサ7Bが
接続される。本発明のトランジスタモジュールでは、個
別スナバ回路の他に、更にサージ吸収作用を高めるため
、二つのトランジスタ41八及び42Bにまたがって一
括スナバ用のコンデンサ18を第3の接続導体37と接
続導体38との間に接続することができる。図から明ら
かなように、その接続リードは同一モジュール内で短く
、従ってその配線インダクタンスは小さく、大きなサー
ジ吸収効果が得られる。
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容器の
外観を示す。上蓋13上には、外部端子、すなわちエミ
ッタ(B2)端子61、コレクタ(C2)端子62A、
中間(C2E1)端子66、カソード(K1)端子64
八、アノード(A2)端子65B、 l−ランジメタ4
2A制御用のベース(B1)端子63A及び制御用エミ
ッタ(El)端子67A、I−ランラスタ42B制御用
のベース(B2)端子63B及び制御用エミッタ(B2
)端子67B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61Bは第5の接続導体33と
、コレクタ端子62八は第1の接続導体36と、中間端
子66は第2,4の接続導体35及び32と、カソード
端子64八は第3の接続導体37と、アノード端子65
Bは第6の接続導体34と、ベース端子63Aは接続導
体38と、制御用エミッタ端子67八は第2の接続導体
35と、ベース端子63Bは接続導体31と、制御用エ
ミッタ端子67Bは第5の接続導体33とそれぞれ接続
されている。
−括スナバ用のコンデンサは前述のコンデンサ18のよ
うに、第3の接続導体37と接続導体38との間に接続
して容器の内部に設置することもできるが、第2図の2
20に示すようにカソード端子64^とアノード端子6
5Bとの間に接続して容器の端子部に設置することもで
きる。また必要に応じて相方に取り付けることもでき、
サージ吸収効果上必要とされる容量のコンデンサを容易
に設置することができる。
第3図はこのようにして得られたトランジスタモジュー
ルの回路図である。
第3図から明らかなように、直列に接続されたトランジ
スタ41A及びトランジスタ42Aばそれぞれ電力変換
装置におけるブリッジ回路の上アーム用トランジスタ及
び下アーム用トランジスタに対応し、本トランジスタモ
ジュールは全体として一アーム対に対応する。従って、
これを、例えば、並列に接続することにより電力変換装
置を構成でき、使用するトランジスタモジュールの個数
を減らずことができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、一つの容器の底板」−に直列に接続さ
れた各1−ランジスタとそれを保護する非対称素子とコ
ンデンサからなる個別のスナバ回路を固定することによ
り、これら素子接続のための配線インダクタンスを小さ
くするとともに、非対称素子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、非対称素子のチップ寸法を小さくぐることができる
。また、素子接続のための配線インダクタンスの低減に
よりサージ電圧吸収効果を高めることが可能となる。更
にまた、直列に接続されたトランジスタ2個を一つの容
器に収容したトランジスタモジュールは、電力変換装置
のブリッジ回路の1アーム対に対応しており、電力変換
装置を構成する場合、使用するトランジスタモジュール
の個数を172に減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
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
てられた本発明の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図に示した本発明の電力変換
装置用トランジスタモジュールの回路図、第4図は従来
のトラ/ン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5図は従来の第4図の回路を有する電力変換
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である。 11:容器底板、12:容器側板、13:容器上蓋、2
:絶縁基板、36,35,37,32,33,34  
:第1.第2第3.第4.第5.第6の接続導体、41
八、41B:トランジスタチップ、43^、43B:定
電圧ダイオードチップ(非対称素子チップ)  5:金
属細線、61B:エミッタ端子 (外部端子)   6
2A:コレクタ端子(外部端子)   64A:カソー
ド端子(外部端子)、65B  ニアノード端子(外部
端子”) 、7A。 7B:コンデンサ (個別スナバ用の)5− 第3図 ″\1刊−″〜7 特開平 145756 (6) 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)直列に接続された2個のトランジスタとこの各々の
    トランジスタに並列にそれぞれ接続された電流・電圧特
    性の順逆非対称素子及びコンデンサからなる直列回路構
    成とが一つの容器内に収容されるものにおいて、容器底
    板上に絶縁基板を介して複数の接続導体を設け、その第
    1の接続導体上には一方のトランジスタのコレクタと一
    方の非対称素子のアノードとがそれぞれ電極を下にして
    固着され、この第1の接続導体は容器外に引き出されて
    コレクタ外部端子を形成し、この一方のトランジスタの
    他面側のエミッタは金属細線を介して第2の接続導体と
    接続され、この第2の接続導体は容器外に引き出されて
    中間外部端子を形成し、一方の非対称素子のカソードは
    金属細線を介して前記第3の接続導体と接続されて、こ
    の第3の接続導体は容器外に引き出されてカソード外部
    端子を形成するとともに前記コンデンサを通して前記一
    方のトランジスタのエミッタに接続され、 他方のトランジスタのコレクタは第3の接続導体に固着
    され、この第4接続導体は引き出されて前記中間外部端
    子に接続され、他方のトランジスタのエミッタは金属細
    線を介して第5接続導体に接続され、この第5の接続導
    体は容器外に引き出されてエミッタ外部端子を形成し、
    他方の非対称素子のアノードは第6接続導体に接続され
    、この第6の接続導体は容器外に引き出されてアノード
    外部端子を形成するとともに前記の他のコンデンサを通
    して他方のトランジスタのコレクタに接続されたことを
    特徴とする電力変換装置用トランジスタモジュール。
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Cited By (4)

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