JPH04229079A - Parallel connecting method for semiconductor, switch circuit and inverter - Google Patents

Parallel connecting method for semiconductor, switch circuit and inverter

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JPH04229079A
JPH04229079A JP2407567A JP40756790A JPH04229079A JP H04229079 A JPH04229079 A JP H04229079A JP 2407567 A JP2407567 A JP 2407567A JP 40756790 A JP40756790 A JP 40756790A JP H04229079 A JPH04229079 A JP H04229079A
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JP
Japan
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parallel
conductor
power supply
parallel connection
semiconductor
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JP2407567A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kimura
新一 木村
Kiichi Tokunaga
紀一 徳永
Tomoyuki Tanaka
知行 田中
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a simple and compact switch circuit and inverter using a method of connection for allowing even currents to flow through parallel semiconductor switches. CONSTITUTION:When connecting three in parallel, parallel connecting conductors 6 and 7 of anode-to-anode terminals and cathode-to-cathode terminals of a switch element as well as the connecting points 61 and 71 of feeding conductors 8 and 9 from a power supply 1 and a load 2 are mounted almost at the middle between the first and second switch elements 41 and 42. The feeding conductors 8 and 9 are lead out almost in parallel to parallel connecting conductors 61 and 62 of the second and third switch elements 42 and 43, thereby compensating the difference in self-inductance with mutual inductance. By aggressively utilizing the mutual inductance action, the parallel configuration can be simplified and the shape can be made smaller, thereby improving the utilization factor of switch elements or reliability, reducing assembly costs for the apparatus and making the size more compact.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は半導体スイッチ素子の並
列接続方法に係り、特に並列各半導体スイッチ素子の過
渡時の分担電流の均等化,構成の簡単化,形状の小形化
に好適な並列接続方法、並びに構成の簡単化,形状の小
形化に好適なスイッチ回路やインバータに関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for connecting semiconductor switching devices in parallel, and in particular, a parallel connection suitable for equalizing the shared current during transients of each parallel semiconductor switching device, simplifying the configuration, and reducing the size of the device. The present invention relates to a method, a switch circuit and an inverter suitable for simplifying the structure and reducing the size.

【0002】0002

【従来の技術】半導体スイッチ素子(IGBT,GTO
,バイポーラトランジスタ等)の単体での電流容量には
限りがあるので、さらに大きな電流容量を必要とする時
は、半導体スイッチ素子(以下スイッチ素子と略称する
)を並列に接続して使う。スイッチ素子を並列接続する
場合に重要なのは、並列接続された各スイッチ素子の分
担電流が均等になるように構成することである。
[Prior art] Semiconductor switch elements (IGBT, GTO
, bipolar transistors, etc.), so when a larger current capacity is required, semiconductor switch elements (hereinafter referred to as switch elements) are connected in parallel. When connecting switch elements in parallel, it is important to configure the switch elements so that the shared currents of the parallel-connected switch elements are equal.

【0003】並列接続された各スイッチ素子の分担電流
は、各スイッチ素子の特性と並列接続用配線の差によっ
て決定される。最近ではスイッチ素子の製造技術が向上
して、特性の揃ったスイッチ素子の選択は比較的容易に
できるようになってきている。このため、各並列接続用
配線の差を小さく構成すれば、従来よく用いられていた
電流のバランサなどを使わずに直接並列接続が可能にな
ってきている(特開昭60−102883号公報、特開
昭62−160069号公報)。直接並列接続では、並
列接続用配線のインダクタンスの差を小さくするように
構成することが重要であり、例えば特開平2−1554
75号公報のような提案がなされている。
The shared current of each switch element connected in parallel is determined by the characteristics of each switch element and the difference in wiring for parallel connection. Recently, the manufacturing technology of switch elements has improved, and it has become relatively easy to select switch elements with uniform characteristics. For this reason, by configuring the wiring for each parallel connection to have a small difference, it has become possible to directly connect in parallel without using a current balancer, etc., which was commonly used in the past (Japanese Patent Application Laid-Open No. 102883/1983, (Japanese Unexamined Patent Publication No. 160069/1982). In direct parallel connection, it is important to configure the parallel connection wiring to minimize the difference in inductance.
Proposals such as Publication No. 75 have been made.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のポイン
トは、配線間の相互誘導作用を避けて、並列配線の自己
インダクタンスを揃えた構成にある。この方法は、2個
のスイッチ素子を並列接続する場合においては好適な方
法である。しかし、並列のスイッチ素子の数が多くなる
と、並列配線がかなり難しくなってくる。例えば4個並
列接続時は、図6に示すような構成になると思われる。 2個並列接続したものをさらに並列接続することになり
、配線間の相互誘導作用を避けるために配線間を離すと
、並列接続する構成が複雑で、かつ形状の大きなものに
なるという問題が生じる。
The key point of the above-mentioned prior art is that the self-inductance of the parallel wirings is made equal while avoiding mutual induction between the wirings. This method is suitable when two switch elements are connected in parallel. However, as the number of parallel switch elements increases, parallel wiring becomes considerably difficult. For example, when four devices are connected in parallel, the configuration will be as shown in FIG. 6. If two wires are connected in parallel and then connected in parallel, and the wires are separated to avoid mutual induction between the wires, the problem arises that the configuration of the parallel connection becomes complicated and large. .

【0005】また、例えば分担電流不平衡率の許容値を
大きくして、スイッチ素子の並列接続構成を簡単にして
使うことも一つの方法である。しかし、信頼性を確保す
るためにはスイッチ素子の並列数をさらに多くする必要
が生じるので、結局は形状が大きくなるという問題が生
じる。
Another method is to simplify the configuration of parallel connection of switch elements by increasing the allowable value of the shared current unbalance rate. However, in order to ensure reliability, it is necessary to further increase the number of switch elements in parallel, resulting in a problem that the size becomes larger.

【0006】そこで本発明の目的は、並列接続する各ス
イッチ素子の分担電流の均等化,構成の簡単化,形状の
小形化に好適な並列接続方法、並びに構成の簡単化,形
状の小形化に好適なスイッチ回路及びインバータを提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a parallel connection method suitable for equalizing the shared current of each switch element connected in parallel, simplifying the configuration, and reducing the size of the device; An object of the present invention is to provide a suitable switch circuit and inverter.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、我々は並列接続構成を簡単化することによって生じ
る配線の自己インダクタンスの差を、配線導体間の相互
インダクタンスで相殺して、並列接続する各スイッチ素
子の分担電流がほぼ均等になる並列配線構成を見出した
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, we have simplified the parallel connection configuration, canceling out the difference in self-inductance of the wiring by mutual inductance between the wiring conductors, and improving the parallel connection. We have found a parallel wiring configuration in which the shared currents of each switching element are approximately equal.

【0008】例えばn個並列接続時は、スイッチ素子の
陽極端子同志及び陰極端子同志の並列接続導体Aと電源
及び負荷からの給電導体Bの接続点を、1番目と2番目
のスイッチ素子のほぼ中間に設ける。そして給電導体B
を、2番目からn番目のスイッチ素子の並列接続導体A
とほぼ並行にして引出す。この場合、並列接続導体Aと
ほぼ並行する給電導体Bとの間隔Wは、その間に相互誘
導作用を働かせるため約70mm以下にする。
For example, when n pieces are connected in parallel, the connection point between the parallel connection conductor A of the anode terminals and the cathode terminals of the switch elements and the power supply conductor B from the power supply and load is set to approximately the point between the first and second switch elements. Provided in the middle. and feed conductor B
, the parallel connection conductor A of the second to nth switch elements
Pull it out almost parallel to the In this case, the distance W between the parallel-connected conductor A and the substantially parallel power supply conductor B is set to about 70 mm or less in order to induce mutual induction therebetween.

【0009】そして、このようなスイッチ素子の並列接
続方法を用いて、スイッチ回路やインバータ装置を構成
する。
[0009] Then, a switch circuit or an inverter device is constructed using such a method of connecting switch elements in parallel.

【0010】0010

【作用】上記構成によると、給電導体Bの接続点を基準
にした並列接続導体Aの自己インダクタンスは、n番目
のスイッチが最も大きく、1番目と2番目のスイッチが
ほぼ同じになる。給電導体Bの接続点と2番目の半導体
スイッチ素子間の並列接続導体Aには、3番目からn番
目までのスイッチ素子の電流も流れる。このため、この
並列スイッチ素子がターンオン、ターンオフ動作した時
、並列接続導体Aの自己インダクタンスに発生する電圧
は、給電導体Bの接続点を基準にすると、n番目のスイ
ッチ素子が最も大きく、1番目のスイッチ素子が最も小
さくなる。一方、2番目からn番目までのスイッチ素子
の並列接続導体Aと給電導体Bとの間には相互誘導作用
が働き、その相互インダクタンスが2番目からn番目ま
でのスイッチ素子の並列接続導体Aの自己インダクタン
スを等価的に低減するように働く。相互インダクタンス
の大きさは、給電導体Bと並列接続導体A間の間隔によ
って変えることによって達成できる。すなわち、2番目
からn番目までの並列接続導体Aに作用する自己インダ
クタンスと相互インダクタンスの和を可変できる。
According to the above structure, the self-inductance of the parallel-connected conductor A with respect to the connection point of the power supply conductor B is the largest in the n-th switch, and is almost the same in the first and second switches. The currents of the third to nth switch elements also flow through the parallel connection conductor A between the connection point of the power supply conductor B and the second semiconductor switch element. Therefore, when this parallel switch element turns on and turns off, the voltage generated in the self-inductance of the parallel-connected conductor A is the largest for the n-th switch element, and the voltage generated in the self-inductance of the parallel-connected conductor A is the largest for the The switch element is the smallest. On the other hand, mutual induction acts between the parallel-connected conductors A and the feed conductor B of the second to n-th switch elements, and the mutual inductance of the parallel-connected conductors A of the second to n-th switch elements It works to equivalently reduce self-inductance. The magnitude of the mutual inductance can be achieved by varying the spacing between the feed conductor B and the parallel connection conductor A. That is, the sum of self-inductance and mutual inductance acting on the second to nth parallel-connected conductors A can be varied.

【0011】分担電流の均等化は、並列接続導体Aの接
続点から各スイッチ素子の陽極及び陰極端子までの並列
接続導体Aに生じる電圧をほぼ等しくすることであるが
、上記本発明の並列接続構成では、相互誘導作用を利用
することによりそれを容易に実現できるようにしている
。そして相互誘導作用をむしろ積極的に利用するために
並列接続導体Aと給電導体Bの間隔を上記従来技術より
大幅に狭めるので、並列接続構成の簡単化と形状の小形
化を同時に実現できる。
[0011] Equalizing the shared currents is to make the voltages generated in the parallel-connected conductors A from the connection point of the parallel-connected conductors A to the anode and cathode terminals of each switch element almost equal. The structure allows this to be easily achieved by utilizing mutual induction. Since the distance between the parallel-connected conductor A and the power supply conductor B is much narrower than in the above-mentioned conventional technology in order to utilize the mutual induction effect more actively, it is possible to simultaneously simplify the parallel-connected configuration and reduce the size.

【0012】0012

【実施例】以下、本発明を実施例の図面を用いて詳述す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to drawings of embodiments.

【0013】本発明の一実施例である並列接続構成の組
立図を図1に示す。図1はモジュールタイプのスイッチ
素子を3個並列接続したスイッチ回路の例である。また
、図1のA−A断面図を図2に示す。図1,図2におい
て、1は直流電源、2は負荷、3はダイオード、41〜
43はモジュールタイプのスイッチ素子、51〜53は
制御信号用の配線である。スイッチ素子の陽極端子及び
陰極端子は、それぞれ陽極端子並列接続導体6及び陰極
端子並列接続導体7で接続されている。このように並列
接続されたスイッチ素子全体を、ここでは並列モジュー
ルと称することにする。並列モジュールは、給電導体8
,9によって電源1及び負荷2に接続される。給電導体
8,9は、スイッチ素子41と42の間の並列接続導体
6,7に設けられた接続点61,71から、その並列接
続導体6,7の上に間隔Wをもって配線される。
FIG. 1 shows an assembly diagram of a parallel connection configuration according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an example of a switch circuit in which three module-type switch elements are connected in parallel. Further, a sectional view taken along the line AA in FIG. 1 is shown in FIG. 1 and 2, 1 is a DC power supply, 2 is a load, 3 is a diode, 41 to
43 is a module type switch element, and 51 to 53 are wiring for control signals. The anode terminal and cathode terminal of the switch element are connected by an anode terminal parallel connection conductor 6 and a cathode terminal parallel connection conductor 7, respectively. The entire switch elements connected in parallel in this manner will be referred to as a parallel module herein. Parallel module has feed conductor 8
, 9 to the power source 1 and the load 2. The power supply conductors 8 and 9 are wired from connection points 61 and 71 provided on the parallel connection conductors 6 and 7 between the switch elements 41 and 42 to the parallel connection conductors 6 and 7 with a distance W between them.

【0014】次に、このようにスイッチ素子41〜43
の並列接続構成を簡単化しても、分担電流の均等化が実
現できる理由を説明する。
Next, the switch elements 41 to 43 are connected in this way.
The reason why the shared current can be equalized even if the parallel connection configuration is simplified will be explained.

【0015】図2のように、陰極端子の並列接続導体7
の自己インダクタンスをL1,L2,L3、並列接続導
体7に対向する給電導体9の自己インダクタンスをL4
,L5,L6とし、モジュール内の配線インダクタンス
を含めて図1の構成を回路化すると、図3のように表す
ことができる。ここでは、図1のモジュールタイプのス
イッチ素子41〜43をIGBTとダイオードが逆並列
接続されたIGBTのモジュールを引用している。
As shown in FIG. 2, the parallel connection conductor 7 of the cathode terminal
The self-inductance of the power supply conductor 9 facing the parallel-connected conductor 7 is L1, L2, L3.
, L5, and L6, and when the configuration of FIG. 1 is converted into a circuit including the wiring inductance within the module, it can be expressed as shown in FIG. Here, reference is made to an IGBT module in which the module-type switch elements 41 to 43 of FIG. 1 are connected in antiparallel to an IGBT and a diode.

【0016】IGBTモジュールであるスイッチ素子4
1〜43の中は、それぞれIGBT(411,421,
431)とダイオード(412,422,432)が逆
並列接続した構成であり、両者の各接続部(413,4
23,433及び416,426,436)からモジュ
ールの表面に引き出されるコレクタ端子(417,42
7,437)及びエミッタ端子(418,428,43
8)間にもそれぞれ配線インダクタンスL414,L4
25,L434及びL415,L425,L435が存
在する。また、並列モジュール8から電源1及び負荷2
への給電導体9,10と、並列接続導体6,7が近接し
た部分に働く相互誘導作用による相互インダクタンスを
M1〜M4とする。
Switch element 4 which is an IGBT module
1 to 43 are IGBTs (411, 421,
431) and diodes (412, 422, 432) are connected in antiparallel, and each connection part (413, 432) of both is connected in antiparallel.
23, 433 and 416, 426, 436) to the surface of the module.
7, 437) and emitter terminals (418, 428, 43
8) There are also wiring inductances L414 and L4 between them, respectively.
25, L434 and L415, L425, L435 exist. In addition, power supply 1 and load 2 are connected to parallel module 8.
Let M1 to M4 be mutual inductances due to the mutual induction effect acting on portions where the power supply conductors 9 and 10 and the parallel connection conductors 6 and 7 are close to each other.

【0017】スイッチ素子の特性を揃え、各モジュール
分担電流を均等にすると、各モジュールのコレクタ端子
(例えば417)とエミッタ端子(例えば418)間に
発生する電圧は同じであるから、給電導体8,9の接続
点61,71から各モジュールのコレクタ端子417,
427,437間及びエミッタ端子418,428,4
38間の配線に発生する電圧を揃えればよいことになる
。なお、図3におけるコレクタ端子側とエミッタ端子側
の配線インダクタンスは対称形になっているので、ここ
では説明を簡略にするためエミッタ端子側のみで説明す
る。
If the characteristics of the switching elements are made equal and the currents shared by each module are made equal, the voltage generated between the collector terminal (for example 417) and the emitter terminal (for example 418) of each module is the same. 9 connection points 61, 71 to the collector terminals 417 of each module,
427, 437 and emitter terminals 418, 428, 4
All that is required is to equalize the voltages generated in the wiring between 38 and 38. Note that since the wiring inductances on the collector terminal side and the emitter terminal side in FIG. 3 are symmetrical, only the emitter terminal side will be explained here to simplify the explanation.

【0018】各モジュールに等しい電流iが流れるとし
て、並列接続導体71の各モジュール間に発生する電圧
を等しくするには、
Assuming that the same current i flows through each module, in order to equalize the voltages generated between each module of the parallel connected conductor 71,

【0019】[0019]

【数1】[Math 1]

【0020】であるから、分担電流の均等化の条件はTherefore, the condition for equalizing the shared current is


0021】
[
0021

【数2】[Math 2]

【0022】[0022]

【数3】[Math 3]

【0023】である。[0023]

【0024】数2や数3にすることは、相互誘導作用を
利用しているので、実装が非常に難しいようにも思われ
るが、電流分担不平衡率を多少見込むと、比較的容易に
実装できることが分かった。
[0024] Formulating Equation 2 and Equation 3 may seem very difficult to implement because they utilize mutual induction, but if you take into account the current sharing unbalance rate, it can be implemented relatively easily. I found out that it can be done.

【0025】図4に、図1の並列接続構成による分担電
流の測定例を示す。パラメータは給電導体9と並列接続
導体7との間隔Wである。間隔Wを10mmと狭くする
と、相互誘導作用により相互インダクタンスM3が大き
くなりすぎるため、IGBT3(431)の電流が1番
大きくなっている。しかし、間隔Wが20及び40mm
の時は、良好な分担電流が得られていることが分かる。
FIG. 4 shows an example of measuring shared current using the parallel connection configuration of FIG. 1. The parameter is the distance W between the power supply conductor 9 and the parallel connection conductor 7. When the interval W is narrowed to 10 mm, the mutual inductance M3 becomes too large due to mutual induction, so the current of IGBT3 (431) is the largest. However, when the distance W is 20 and 40 mm
It can be seen that a good shared current is obtained when .

【0026】また実験結果によると、給電導体9と並列
接続導体7との間隔Wが70mmの場合でも、IGBT
431の分担電流が若干低下するものの、IGBT41
1と421の分担電流の均等化が図られ、電流不平衡率
としてはそれほど大きくならないことを確認している。 電流不平衡率がそれほど大きくならない要因は、本発明
の並列接続の基本構成が、2個のスイッチ素子の分担電
流の均等化を重視し、他のスイッチ素子の分担電流をこ
れに近づけるに適した構成であるためである。以上、本
発明の並列接続方法を3個のスイッチ素子を並列接続し
た例で説明してきたが、それが4個以上である場合は、
前記2番目と3番目のスイッチ素子の間にスイッチ素子
が追加されることになる。また本発明の実施例では、ス
イッチ素子を等間隔に配置した図を示したが、給電導体
9の接続点71から各スイッチ素子の陰極端子までの自
己インダクタンスと相互インダクタンスの和を揃えやす
くするために、スイッチ素子の間隔を不均等にする場合
もある。間隔を不均等にすると、配線が長くなるので自
己インダクタンスが増加してスイッチ回路として不都合
に思われるが、数2や数3で示すように相互インダクタ
ンスでキャンセルする構成とするため、トータルのイン
ダクタンスは微増ですむ。
Furthermore, according to the experimental results, even when the distance W between the power supply conductor 9 and the parallel connection conductor 7 is 70 mm, the IGBT
Although the shared current of 431 decreases slightly, IGBT41
It has been confirmed that the shared currents of 1 and 421 are equalized, and the current unbalance rate does not become so large. The reason why the current unbalance rate does not become so large is that the basic configuration of the parallel connection of the present invention emphasizes equalization of the shared currents of the two switch elements, and is suitable for bringing the shared currents of other switch elements close to this. This is because it is a configuration. Above, the parallel connection method of the present invention has been explained using an example in which three switch elements are connected in parallel, but when there are four or more switch elements,
A switch element will be added between the second and third switch elements. Further, in the embodiment of the present invention, the switch elements are arranged at equal intervals, but in order to make it easier to equalize the sum of the self inductance and mutual inductance from the connection point 71 of the power supply conductor 9 to the cathode terminal of each switch element. In some cases, the spacing between the switching elements may be made uneven. If the spacing is unequal, the wiring will become longer and the self-inductance will increase, which may seem inconvenient for a switch circuit, but as shown in Equations 2 and 3, the configuration is such that the mutual inductance cancels out, so the total inductance is It will only be a slight increase.

【0027】次に、本発明をスイッチ素子2個の並列に
適用した場合について説明する。
Next, a case where the present invention is applied to two switch elements in parallel will be explained.

【0028】図5に、図1のA−A断面に相応する2個
並列時の断面図を示す。図1〜図3と同一構成要素には
同一記号を符している。スイッチ素子41と42の陰極
端子間の間隔をl1とし、給電導体9の接続点71とス
イッチ素子42の間隔をl2とすると、l2を2分の1
のl1より大きくして、接続点71からスイッチ素子4
1,42の陰極端子までの並列接続導体7の自己インダ
クタンスに差を設けている。そして、自己インダクタン
スの大きい方の並列接続導体7に並行して給電導体9を
引出し、自己インダクタンスと相互インダクタンスの和
が同じになるようにしている。
FIG. 5 shows a sectional view corresponding to the AA section in FIG. 1 when two devices are arranged in parallel. Components that are the same as those in FIGS. 1 to 3 are designated by the same symbols. If the distance between the cathode terminals of the switch elements 41 and 42 is l1, and the distance between the connection point 71 of the power supply conductor 9 and the switch element 42 is l2, then l2 is 1/2.
from the connection point 71 to the switch element 4.
A difference is provided in the self-inductance of the parallel-connected conductors 7 up to the cathode terminals 1 and 42. Then, the power supply conductor 9 is drawn out in parallel to the parallel-connected conductor 7 having the larger self-inductance, so that the sum of the self-inductance and the mutual inductance becomes the same.

【0029】なお、電流容量の異なるスイッチ素子を並
列接続する場合は、自己インダクタンスと相互インダク
タンスの和がスイッチ素子の電流容量に反比例するよう
にする。
Note that when switching elements having different current capacities are connected in parallel, the sum of self inductance and mutual inductance is made to be inversely proportional to the current capacity of the switching elements.

【0030】図7は、単相インバータ装置の主スイッチ
素子に本発明の並列接続方法を適用した実施例である。 単相インバータは、直流電源1と陽極端子と陰極端子が
直列接続体10によって直列接続された一対のスイッチ
素子が2組並列に接続され、直列接続されたスイッチ素
子の各接続点間11に負荷2が接続されるた構成となる
。なお、図面を簡略化するため1相分をブロックで示し
ているが、ブロックの中は図示したものと同一構成にな
っている。本発明の並列接続構成を用いることにより、
スイッチ素子を3個並列接続しているにもかかわらず、
非常に簡単な構成になっている。
FIG. 7 shows an embodiment in which the parallel connection method of the present invention is applied to the main switch elements of a single-phase inverter device. A single-phase inverter has a DC power supply 1 and a pair of switching elements whose anode terminals and cathode terminals are connected in series by a series connection body 10, and two sets of switching elements are connected in parallel, and a load is applied between each connection point 11 of the series-connected switching elements. 2 is connected. Note that, in order to simplify the drawing, one phase is shown as a block, but the inside of the block has the same configuration as that shown in the drawing. By using the parallel connection configuration of the present invention,
Even though three switch elements are connected in parallel,
It has a very simple configuration.

【0031】図8は、単相インバータ装置の主スイッチ
素子に本発明の並列接続方法を適用した他の実施例であ
る。図7とはスイッチ素子が異なっており、スイッチの
陽極端子と陰極端子が直列接続されたモジュールを用い
た場合の構成図である。
FIG. 8 shows another embodiment in which the parallel connection method of the present invention is applied to the main switch elements of a single-phase inverter device. The switch element is different from that in FIG. 7, and this is a configuration diagram in the case of using a module in which the anode terminal and cathode terminal of the switch are connected in series.

【0032】なお図示していないが、半導体スイッチの
並列数が多い場合は、図8のように構成した並列接続構
成体を対称に配置してそれを並列接続し、その接続を電
源又は負荷に接続するのが有効である。また、トータル
の並列接続数が奇数の場合は、中間の半導体スイッチを
中心に対称に配置するとよい。
Although not shown in the figure, if there are a large number of semiconductor switches in parallel, the parallel connection structures configured as shown in FIG. It is effective to connect. Furthermore, if the total number of parallel connections is an odd number, it is preferable to arrange the intermediate semiconductor switches symmetrically around the center.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、並列スイッチ素子の分
担電流の均等化が図られ、相互誘導作用を積極的に利用
することで並列構成の簡単化と形状の小形化が図れる。 このため、スイッチ素子の利用率の向上、あるいは信頼
性が向上すると共に、組立コストの低減並びにスイッチ
回路やインバータ装置の小形化に効果がある。
According to the present invention, the shared currents of the parallel switch elements can be equalized, and by actively utilizing mutual induction, the parallel configuration can be simplified and the size can be reduced. Therefore, the utilization rate of the switch element or the reliability is improved, and it is effective to reduce the assembly cost and downsize the switch circuit and the inverter device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の3個並列接続時の組立図である。FIG. 1 is an assembly diagram when three devices of the present invention are connected in parallel.

【図2】図1のA−A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1;

【図3】配線インダクタンスを考慮した時の並列回路図
である。
FIG. 3 is a parallel circuit diagram when wiring inductance is taken into account.

【図4】分担電流波形例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of shared current waveforms.

【図5】2個並列時の接続例を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of connection when two devices are connected in parallel.

【図6】従来例の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional example.

【図7】インバータでの実施例の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of an embodiment in an inverter.

【図8】インバータでの他の実施例を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…直流電源、2…負荷、3…ダイオード、6,7…並
列接続導体、8,9…給電導体、41〜43…モジュー
ルタイプのスイッチ素子、51〜53…制御信号用配線
、61,71…給電導体の接続点、411,421,4
31…IGBT、412,422,432…ダイオード
、M1〜M4…相互インダクタンス、L1〜L12…自
己インダクタンス、S1〜S4…スイッチ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... DC power supply, 2... Load, 3... Diode, 6, 7... Parallel connection conductor, 8, 9... Power supply conductor, 41-43... Module type switch element, 51-53... Control signal wiring, 61, 71 ... Connection point of power supply conductor, 411, 421, 4
31... IGBT, 412, 422, 432... Diode, M1-M4... Mutual inductance, L1-L12... Self-inductance, S1-S4... Switch.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の半導体スイッチの陽極端子同志及び
陰極端子同志を各々並列接続導体で接続し、前記並列接
続導体と電源又は負荷との間を給電導体で接続する半導
体スイッチの並列接続方法において、前記並列接続導体
の前記給電導体との接続点を前記並列接続導体の中間点
よりも一端側に片寄らせて設け、接続点から両端の陽極
端子又は陰極端子までの前記並列接続導体の自己インダ
クタンスの不均一を、前記並列接続導体と前記給電導体
間の相互インダクタンスで補正するように前記給電導体
を配置したことを特徴とする半導体スイッチの並列接続
方法。
1. A method for parallel connection of semiconductor switches, wherein the anode terminals and cathode terminals of a plurality of semiconductor switches are respectively connected by parallel connection conductors, and the parallel connection conductors and a power source or load are connected by a power supply conductor. , the connection point of the parallel connection conductor with the power supply conductor is biased toward one end side with respect to the middle point of the parallel connection conductor, and the self inductance of the parallel connection conductor from the connection point to the anode terminal or the cathode terminal at both ends is A method for connecting semiconductor switches in parallel, characterized in that the power supply conductor is arranged so that non-uniformity of the power supply conductor is corrected by mutual inductance between the parallel connection conductor and the power supply conductor.
【請求項2】電源から負荷に供給するエネルギーを複数
の半導体スイッチで制御するスイッチ回路であって、前
記複数の半導体スイッチが少なくとも2個以上並列接続
され、前記複数の半導体スイッチの陽極端子同志及び陰
極端子同志を各々並列接続導体Aで接続し、前記並列接
続導体Aに前記電源及び負荷からの給電導体Bを接続す
る半導体スイッチの並列接続方法において、前記半導体
スイッチの陽極端子同志又は陰極端子同志の少なくとも
一方の並列接続導体Aと前記給電導体Bの接続点を、並
列接続導体Aの長手方向の中間点より一方に片寄らせ、
接続点から両端の陽極端子又は陰極端子までの前記並列
接続導体Aの自己インダクタンス(L1,L2)を不均
一(L1<L2)とし、大きい方の自己インダクタンス
(L2)を低減するように、前記並列接続導体Aと前記
給電導体B間に相互誘導作用が働くようにしたことを特
徴とする半導体スイッチの並列接続方法。
2. A switch circuit for controlling energy supplied from a power supply to a load using a plurality of semiconductor switches, wherein at least two of the plurality of semiconductor switches are connected in parallel, and the anode terminals of the plurality of semiconductor switches are In a method for parallel connection of semiconductor switches, in which cathode terminals are connected to each other by a parallel connection conductor A, and a power supply conductor B from the power supply and load is connected to the parallel connection conductor A, the anode terminals or cathode terminals of the semiconductor switches are connected to each other by a parallel connection conductor A. A connection point between at least one of the parallel connection conductors A and the power supply conductor B is shifted to one side from a longitudinal midpoint of the parallel connection conductor A,
The self-inductance (L1, L2) of the parallel-connected conductor A from the connection point to the anode terminal or cathode terminal at both ends is made nonuniform (L1<L2), and the self-inductance (L2) of the larger one is reduced. A method for parallel connection of semiconductor switches, characterized in that a mutual induction effect is created between a parallel connection conductor A and the power supply conductor B.
【請求項3】電源から負荷に供給するエネルギーを複数
の半導体スイッチで制御するスイッチ回路であって、前
記複数の半導体スイッチを少なくとも3個以上並列接続
し、前記複数の半導体スイッチの陽極端子同志及び陰極
端子同志を並列接続導体Aで接続し、前記並列接続導体
Aに前記電源又は負荷からの給電導体Bが接続される半
導体スイッチ回路において、前記陽極端子同志又は前記
陰極端子同志の少なくとも一方の並列接続導体Aと給電
導体Bの接続点を、並列接続導体Aの中間点又は中央の
半導体スイッチより一方に片寄らせ、片寄らせたのとは
反対の他方側に接続導体Bを引出す構成としたことを特
徴とする半導体スイッチ回路。
3. A switch circuit for controlling energy supplied from a power supply to a load using a plurality of semiconductor switches, wherein at least three of the plurality of semiconductor switches are connected in parallel, and the anode terminals of the plurality of semiconductor switches are In a semiconductor switch circuit in which cathode terminals are connected by a parallel connection conductor A, and a power supply conductor B from the power source or load is connected to the parallel connection conductor A, at least one of the anode terminals or the cathode terminals is connected in parallel. The connection point between the connection conductor A and the power supply conductor B is biased to one side from the midpoint of the parallel connection conductor A or the central semiconductor switch, and the connection conductor B is drawn out to the other side opposite to the bias. A semiconductor switch circuit featuring:
【請求項4】請求項3において、前記並列半導体スイッ
チの一方の端を1番目とし、他方の端をn番目とした時
、前記給電導体Bの接続部が並列接続導体Aの1番目と
2番目の半導体スイッチの間にあって、前記給電導体B
がn番目の半導体スイッチの上を通る構成としたことを
特徴とする半導体スイッチ回路。
4. In claim 3, when one end of the parallel semiconductor switch is the first end and the other end is the nth end, the connection portion of the power supply conductor B is the first and second end of the parallel connection conductor A. between the second semiconductor switches, and the power supply conductor B
1. A semiconductor switch circuit characterized in that the semiconductor switch circuit has a configuration in which the second semiconductor switch passes over the n-th semiconductor switch.
【請求項5】請求項4において、1番目と2番目の半導
体スイッチ間を結ぶ前記並列接続導体Aの距離をCとし
、1番目の半導体スイッチと前記給電導体Bの接続点ま
での距離をDとすると、D/Cが1/3よりも大きく、
2/3よりも小さくなるように構成したことを特徴とす
る半導体スイッチ回路。
5. In claim 4, the distance of the parallel connection conductor A connecting the first and second semiconductor switches is C, and the distance between the first semiconductor switch and the connection point of the power supply conductor B is D. Then, D/C is larger than 1/3,
A semiconductor switch circuit characterized in that it is configured to be smaller than 2/3.
【請求項6】請求項4から5において、n番目の半導体
スイッチの前記並列接続導体Aと前記給電導体Bとの間
の距離をWとすると、Wが70mm以下であることを特
徴とする半導体スイッチ回路。
6. The semiconductor according to claim 4, wherein W is 70 mm or less, where W is a distance between the parallel connection conductor A and the power supply conductor B of the n-th semiconductor switch. switch circuit.
【請求項7】請求項6において、前記並列配線導体Aと
接続導体B間の距離Wが、2番目からn番目の各半導体
スイッチ間で異なることを特徴とする、スイッチ回路。
7. The switch circuit according to claim 6, wherein the distance W between the parallel wiring conductor A and the connection conductor B is different between the second to nth semiconductor switches.
【請求項8】請求項3から7の構成のスイッチ回路を対
称に配置して、その中間点から前記電源又は負荷への第
2の給電導体B´を接続していることを特徴とする、ス
イッチ回路。
8. The switch circuit according to claim 3 is arranged symmetrically, and a second power supply conductor B' to the power source or load is connected from an intermediate point thereof. switch circuit.
【請求項9】請求項8において、半導体スイッチの配列
接続数が奇数個で、対称に配置したものが自質的に一体
化されていることを特徴とする、スイッチ回路。
9. The switch circuit according to claim 8, wherein the number of semiconductor switches connected in an array is an odd number, and the symmetrically arranged semiconductor switches are naturally integrated.
【請求項10】請求項3から9において、前記半導体ス
イッチに電流容量の異なる半導体スイッチを組み合わせ
たことを特徴とする、スイッチ回路。
10. The switch circuit according to claim 3, wherein the semiconductor switch is a combination of semiconductor switches having different current capacities.
【請求項11】請求項3から10において、前記半導体
スイッチがIGBT又はMOS−FETの個別素子ある
いはモジュールであることを特徴とする半導体スイッチ
回路。
11. A semiconductor switch circuit according to claim 3, wherein said semiconductor switch is an individual element or module of IGBT or MOS-FET.
【請求項12】直流電源と直列接続された一対の半導体
スイッチが少なくとも2組以上並列に接続され、前記一
対の半導体スイッチの直列接続点間に負荷を接続するイ
ンバータ装置において、前記半導体スイッチがIGBT
又はMOS−FET等の高速スイッチング素子で、かつ
それが少なくとも2個以上の並列接続体であって、各々
の陽極端子同志、陰極端子同志が並列接続導体Aで接続
され、請求項1から請求項6のうち何れかに記載された
接続を用いたことを特徴とする、インバータ装置。
12. An inverter device in which at least two or more sets of a pair of semiconductor switches connected in series with a DC power source are connected in parallel, and a load is connected between the series connection points of the pair of semiconductor switches, wherein the semiconductor switch is an IGBT.
or a high-speed switching element such as a MOS-FET, which is a parallel connection of at least two pieces, each of which has its anode terminals connected to itself and its cathode terminals connected to each other by a parallel connection conductor A; 6. An inverter device characterized by using the connection described in any one of 6 above.
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