JPH08126302A - 電力変換装置およびその製造方法 - Google Patents
電力変換装置およびその製造方法Info
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- JPH08126302A JPH08126302A JP6262553A JP26255394A JPH08126302A JP H08126302 A JPH08126302 A JP H08126302A JP 6262553 A JP6262553 A JP 6262553A JP 26255394 A JP26255394 A JP 26255394A JP H08126302 A JPH08126302 A JP H08126302A
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- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
- H03K17/08144—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in thyristor switches
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自己消弧形半導体素子を用いた電力変換装置
においてスナバ回路のインダクタンスを低減し、ターン
オフ時の損失を低減する。 【構成】 自己消弧型半導体素子１と、スナバダイオー
ド２およびスナバコンデンサ３の直列体からなるスナバ
回路と、自己消弧形半導体素子１、スナバダイオード２
およびスナバコンデンサの相互間を接続する帯状の幅広
導体14〜16を備え、自己消弧形半導体素子、スナバダイ
オードおよびスナバコンデンサのすべての電極面を平行
に配置し、電極間を接続する幅広導体をすべて平行に配
置する。前記電極を平面図上で直線上に配置し、前記幅
広導体のうち電流が逆方向に流れる幅広導体を近接させ
る。
においてスナバ回路のインダクタンスを低減し、ターン
オフ時の損失を低減する。 【構成】 自己消弧型半導体素子１と、スナバダイオー
ド２およびスナバコンデンサ３の直列体からなるスナバ
回路と、自己消弧形半導体素子１、スナバダイオード２
およびスナバコンデンサの相互間を接続する帯状の幅広
導体14〜16を備え、自己消弧形半導体素子、スナバダイ
オードおよびスナバコンデンサのすべての電極面を平行
に配置し、電極間を接続する幅広導体をすべて平行に配
置する。前記電極を平面図上で直線上に配置し、前記幅
広導体のうち電流が逆方向に流れる幅広導体を近接させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】自己消弧形半導体素子を適用した
インバータ装置等の電力変換装置に関するものであり、
特に自己消弧形半導体素子の保護回路であるスナバ回路
の構成要素の配置および接続方法に関し、スナバ回路内
のインダクタンスを低減するスナバ回路の構造に関する
ものである。
インバータ装置等の電力変換装置に関するものであり、
特に自己消弧形半導体素子の保護回路であるスナバ回路
の構成要素の配置および接続方法に関し、スナバ回路内
のインダクタンスを低減するスナバ回路の構造に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図29は、例えば特開平4-229078号公報に
示された従来の電力変換装置の、特に自己消弧形半導体
素子のスナバ回路の配置および接続方法に関するもので
ある。従来例において、１は自己消弧形半導体素子の一
例としてのＧＴＯ(Gate Turn-off) サイリスタ（以下Ｇ
ＴＯと略す）、２はスナバダイオード、３はスナバコン
デンサであり、スナバダイオード２とスナバコンデンサ
３の直列体からなるスナバ回路が自己消弧形半導体素子
１のバイパス回路を構成している。４はスナバコンデン
サ３の電極の一端であるコンデンサフード、５はスナバ
コンデンサ３の電極の他端、６はスナバダイオード２の
陽極とスナバコンデンサ３の電極４との接続体、７はＧ
ＴＯ１とスナバコンデンサの電極５との接続体、８はＧ
ＴＯ１の冷却フィン、９はＧＴＯ１とスナバダイオード
２の冷却フィンである。この公報には、図示していない
スナバ回路に存在する寄生インダクタンスの低減がＧＴ
Ｏ１に接続されるスナバ回路を構成するスナバコンデン
サ３の一方の端子４を、コンデンサ３を部分的に取り囲
む良導電性のコンデンサフードとして構成することによ
り達成され、この手段はスナバ回路の電気的な線路ルー
プ長を出来るだけ小さく保持するという思想に基づいて
いると記載されている。また対象となるＧＴＯ１として
２kAのターンオフ電流を有し、4.5kV 程度の定格電圧を
有するＧＴＯを対象としている。この程度の電気定格を
有する現状のＧＴＯのシリコンウエハーの直径は約４イ
ンチ程度である。またスナバコンデンサ３の静電容量は
2.5uF と記載されている。更に従来例の具体的なスナバ
ダイオード２としては、定格電流が低く、比較的寄生イ
ンダクタンスの大きいスタッド形ダイオードを用いてい
る。このスナバダイオード２は冷却フィン９に固定接続
されている。
示された従来の電力変換装置の、特に自己消弧形半導体
素子のスナバ回路の配置および接続方法に関するもので
ある。従来例において、１は自己消弧形半導体素子の一
例としてのＧＴＯ(Gate Turn-off) サイリスタ（以下Ｇ
ＴＯと略す）、２はスナバダイオード、３はスナバコン
デンサであり、スナバダイオード２とスナバコンデンサ
３の直列体からなるスナバ回路が自己消弧形半導体素子
１のバイパス回路を構成している。４はスナバコンデン
サ３の電極の一端であるコンデンサフード、５はスナバ
コンデンサ３の電極の他端、６はスナバダイオード２の
陽極とスナバコンデンサ３の電極４との接続体、７はＧ
ＴＯ１とスナバコンデンサの電極５との接続体、８はＧ
ＴＯ１の冷却フィン、９はＧＴＯ１とスナバダイオード
２の冷却フィンである。この公報には、図示していない
スナバ回路に存在する寄生インダクタンスの低減がＧＴ
Ｏ１に接続されるスナバ回路を構成するスナバコンデン
サ３の一方の端子４を、コンデンサ３を部分的に取り囲
む良導電性のコンデンサフードとして構成することによ
り達成され、この手段はスナバ回路の電気的な線路ルー
プ長を出来るだけ小さく保持するという思想に基づいて
いると記載されている。また対象となるＧＴＯ１として
２kAのターンオフ電流を有し、4.5kV 程度の定格電圧を
有するＧＴＯを対象としている。この程度の電気定格を
有する現状のＧＴＯのシリコンウエハーの直径は約４イ
ンチ程度である。またスナバコンデンサ３の静電容量は
2.5uF と記載されている。更に従来例の具体的なスナバ
ダイオード２としては、定格電流が低く、比較的寄生イ
ンダクタンスの大きいスタッド形ダイオードを用いてい
る。このスナバダイオード２は冷却フィン９に固定接続
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換装置は
以上のように構成されているので、例えば現在開発中の
直径が６インチ以上のシリコンウエハーを用いて製造さ
れる自己消弧形半導体素子、例えばＧＴＯを適用した場
合、その電気定格は６kV、６kA以上となる。従って従来
のシリコンウエハーの直径が４インチ程度のＧＴＯに対
する絶縁レベルとは絶縁レベルが全く異なり、必要な絶
縁距離が必然的に長くなる。また自己消弧形半導体素子
がターンオフして遮断する電流値が大きくなり、スナバ
回路にバイパスされる電流値が大きくなるために、定格
電流の大きく、かつ静電容量の大きなスナバコンデンサ
（例えばターンオフ電流が６kAであれば６uF程度）とス
ナバダイオードが必要となり、接続すべき端子間距離が
必然的に長くなる。従ってスナバ回路の電気的な線路ル
ープ長が必然的に大きくなり、従来のスナバ回路の接続
方法をそのまま適用しても、電気的な線路ループ長を出
来るだけ小さく保持するという従来例の基本思想を遵守
することが容易ではなくなる。また従来例では触れられ
ていないが、自己消弧形半導体素子、例えば電力変換器
の制御性能を向上させるために、ＧＴＯのスイッチング
周波数を高周波化すると、スナバ回路に流れ込む実効電
流値が大きくなり、スナバコンデンサ、スナバダイオー
ドが大型化して、前述した基本思想を遵守することが更
に困難になる。
以上のように構成されているので、例えば現在開発中の
直径が６インチ以上のシリコンウエハーを用いて製造さ
れる自己消弧形半導体素子、例えばＧＴＯを適用した場
合、その電気定格は６kV、６kA以上となる。従って従来
のシリコンウエハーの直径が４インチ程度のＧＴＯに対
する絶縁レベルとは絶縁レベルが全く異なり、必要な絶
縁距離が必然的に長くなる。また自己消弧形半導体素子
がターンオフして遮断する電流値が大きくなり、スナバ
回路にバイパスされる電流値が大きくなるために、定格
電流の大きく、かつ静電容量の大きなスナバコンデンサ
（例えばターンオフ電流が６kAであれば６uF程度）とス
ナバダイオードが必要となり、接続すべき端子間距離が
必然的に長くなる。従ってスナバ回路の電気的な線路ル
ープ長が必然的に大きくなり、従来のスナバ回路の接続
方法をそのまま適用しても、電気的な線路ループ長を出
来るだけ小さく保持するという従来例の基本思想を遵守
することが容易ではなくなる。また従来例では触れられ
ていないが、自己消弧形半導体素子、例えば電力変換器
の制御性能を向上させるために、ＧＴＯのスイッチング
周波数を高周波化すると、スナバ回路に流れ込む実効電
流値が大きくなり、スナバコンデンサ、スナバダイオー
ドが大型化して、前述した基本思想を遵守することが更
に困難になる。
【０００４】さて、スナバ回路に存在する寄生インダク
タンスが増加すると、自己消弧形半導体素子の電流遮断
時のターンオフ損失が増加する。これを図30を用いて説
明する。図30は自己消弧形半導体素子の電流遮断時の典
型的なアノードカソード間電圧ＶAK、アノードカソード
電流ＩAKの波形である。自己消弧形半導体素子の電流が
遮断電流から降伏していくと、余剰電流はスナバ回路に
バイパスされる。このバイパスされる電流ＩSNはスナバ
コンデンサの充電電圧ＶCSを発生する。加えてバイパス
電流ＩSNは、図示した降伏していく電流ＩAKの電流変化
率di/dt の絶対値と同じ電流変化率を伴うので、その電
流変化率と寄生インダクタンスとの積で決まる電圧ＶLS
がスナバ回路内に発生する。またスナバダイオードにお
いて発生する過渡電圧ＶDSは、電流変化率di/dt の絶対
値の増加に伴って増加する。従って自己消弧形半導体素
子に印加される電圧は、スナバコンデンサの充電電圧Ｖ
CSと寄生インダクタンスの誘起電圧ＶLSとスナバダイオ
ードの過渡電圧ＶDSの和となり、図中時刻Ｔ１に示され
るスパイク状電圧ＶDSP を生じる。スナバ回路にバイパ
スされる電流ＩSNの変化率di/dt に起因している電圧
は、自己消弧形半導体素子がターンオフ動作を完了する
Ｔ１以降になれば発生しなくなり、自己消弧型半導体素
子にかかる電圧ＶAKはスナバコンデンサの充電電圧ＶCS
だけになる。一方、寄生インダクタンスに蓄積されたエ
ネルギーは、スナバコンデンサの過剰な充電電圧を発生
させ、時刻Ｔ２における自己消弧形半導体素子に印加さ
れる電圧の最大値ＶDMを増加させる要因の一つとなる。
また、このターンオフ動作における自己消弧形半導体素
子の損失は、自己消弧形半導体素子の電流ＩAKと電圧Ｖ
AKの積により近似的に求められるため、スナバ回路に存
在する寄生インダクタンスは、その損失を増加させる要
因と成る。この損失は、電力変換器の効率低下要因とな
るだけでなく、その損失量の程度によっては、自己消弧
形半導体素子の冷却能力との平衡状態を崩すことにな
り、温度上昇による素子破壊の要因となる。
タンスが増加すると、自己消弧形半導体素子の電流遮断
時のターンオフ損失が増加する。これを図30を用いて説
明する。図30は自己消弧形半導体素子の電流遮断時の典
型的なアノードカソード間電圧ＶAK、アノードカソード
電流ＩAKの波形である。自己消弧形半導体素子の電流が
遮断電流から降伏していくと、余剰電流はスナバ回路に
バイパスされる。このバイパスされる電流ＩSNはスナバ
コンデンサの充電電圧ＶCSを発生する。加えてバイパス
電流ＩSNは、図示した降伏していく電流ＩAKの電流変化
率di/dt の絶対値と同じ電流変化率を伴うので、その電
流変化率と寄生インダクタンスとの積で決まる電圧ＶLS
がスナバ回路内に発生する。またスナバダイオードにお
いて発生する過渡電圧ＶDSは、電流変化率di/dt の絶対
値の増加に伴って増加する。従って自己消弧形半導体素
子に印加される電圧は、スナバコンデンサの充電電圧Ｖ
CSと寄生インダクタンスの誘起電圧ＶLSとスナバダイオ
ードの過渡電圧ＶDSの和となり、図中時刻Ｔ１に示され
るスパイク状電圧ＶDSP を生じる。スナバ回路にバイパ
スされる電流ＩSNの変化率di/dt に起因している電圧
は、自己消弧形半導体素子がターンオフ動作を完了する
Ｔ１以降になれば発生しなくなり、自己消弧型半導体素
子にかかる電圧ＶAKはスナバコンデンサの充電電圧ＶCS
だけになる。一方、寄生インダクタンスに蓄積されたエ
ネルギーは、スナバコンデンサの過剰な充電電圧を発生
させ、時刻Ｔ２における自己消弧形半導体素子に印加さ
れる電圧の最大値ＶDMを増加させる要因の一つとなる。
また、このターンオフ動作における自己消弧形半導体素
子の損失は、自己消弧形半導体素子の電流ＩAKと電圧Ｖ
AKの積により近似的に求められるため、スナバ回路に存
在する寄生インダクタンスは、その損失を増加させる要
因と成る。この損失は、電力変換器の効率低下要因とな
るだけでなく、その損失量の程度によっては、自己消弧
形半導体素子の冷却能力との平衡状態を崩すことにな
り、温度上昇による素子破壊の要因となる。
【０００５】このようにスナバ回路に存在する寄生イン
ダクタンスの増加は、スナバ回路が持つ基本機能である
自己消弧形半導体素子の保護回路の役割を果たせないど
ころか、電力変換器の信頼性を低下させる、あるいは自
己消弧形半導体素子をターンオフ電流を低減して使用し
なければならず、素子利用率を低下させるなどの問題が
あった。
ダクタンスの増加は、スナバ回路が持つ基本機能である
自己消弧形半導体素子の保護回路の役割を果たせないど
ころか、電力変換器の信頼性を低下させる、あるいは自
己消弧形半導体素子をターンオフ電流を低減して使用し
なければならず、素子利用率を低下させるなどの問題が
あった。
【０００６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、自己消弧形半導体素子の電気定
格が大きく、その保護回路であるスナバ回路の構成部品
が大型化した場合でも、スナバ回路に存在する寄生イン
ダクタンスを低減できる電力変換装置を得ることを目的
とする。
ためになされたもので、自己消弧形半導体素子の電気定
格が大きく、その保護回路であるスナバ回路の構成部品
が大型化した場合でも、スナバ回路に存在する寄生イン
ダクタンスを低減できる電力変換装置を得ることを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る電
力変換装置は、自己消弧形半導体素子の陽極面、陰極
面、スナバダイオードの陽極面、陰極面、およびスナバ
コンデンサの２つの電極面が全て平行な位置関係となる
ように配置し、自己消弧形半導体素子、スナバダイオー
ドおよびスナバコンデンサの相互間をすべて平行な位置
関係にある幅広導体で接続したものである。
力変換装置は、自己消弧形半導体素子の陽極面、陰極
面、スナバダイオードの陽極面、陰極面、およびスナバ
コンデンサの２つの電極面が全て平行な位置関係となる
ように配置し、自己消弧形半導体素子、スナバダイオー
ドおよびスナバコンデンサの相互間をすべて平行な位置
関係にある幅広導体で接続したものである。
【０００８】請求項２の発明に係る電力変換装置は、自
己消弧形半導体素子の陽極面の中心、陰極面の中心、ス
ナバダイオードの陽極面の中心、陰極面の中心およびス
ナバコンデンサの２つの電極面の中心が全て直線の位置
関係となるように、自己消弧形半導体素子とスナバダイ
オードとスナバコンデンサを配置、接続して構成したも
のである。
己消弧形半導体素子の陽極面の中心、陰極面の中心、ス
ナバダイオードの陽極面の中心、陰極面の中心およびス
ナバコンデンサの２つの電極面の中心が全て直線の位置
関係となるように、自己消弧形半導体素子とスナバダイ
オードとスナバコンデンサを配置、接続して構成したも
のである。
【０００９】請求項３の発明に係る電力変換装置は、自
己消弧形半導体素子の陽極面、陰極面、スナバダイオー
ドの陽極面、陰極面、およびスナバコンデンサの２つの
電極面のうち、少なくとも２つの電極面同士を接続する
ための幅広導体の幅が、該少なくとも２つの電極面幅の
小さい方の電極面幅以上であるように構成したものであ
る。
己消弧形半導体素子の陽極面、陰極面、スナバダイオー
ドの陽極面、陰極面、およびスナバコンデンサの２つの
電極面のうち、少なくとも２つの電極面同士を接続する
ための幅広導体の幅が、該少なくとも２つの電極面幅の
小さい方の電極面幅以上であるように構成したものであ
る。
【００１０】請求項４の発明に係る電力変換装置は、幅
広導体のうち、平面図上で重なり合う２つの幅広導体に
つき、幅のせまいものが幅の広いものに平面図上で含ま
れる様にしたものである。
広導体のうち、平面図上で重なり合う２つの幅広導体に
つき、幅のせまいものが幅の広いものに平面図上で含ま
れる様にしたものである。
【００１１】請求項５の発明に係る電力変換装置は、幅
広導体のうち互いに隣接して配置され、電流が逆方向に
流れる幅広導体の対を近接させて配置し、相互結合させ
たものである。
広導体のうち互いに隣接して配置され、電流が逆方向に
流れる幅広導体の対を近接させて配置し、相互結合させ
たものである。
【００１２】請求項６の発明に係る電力変換装置は、幅
広導体のうち互いに隣接して配置され電流が逆方向に流
れる幅広導体の対に平行で近接した部分を設けて相互結
合させたものである。
広導体のうち互いに隣接して配置され電流が逆方向に流
れる幅広導体の対に平行で近接した部分を設けて相互結
合させたものである。
【００１３】請求項７の発明に係る電力変換装置は、自
己消弧形半導体素子、スナバダイオード、スナバコンデ
ンサおよび幅広導体で構成される回路の側面図上での面
積を総断面積に比べて小さくしたものである。
己消弧形半導体素子、スナバダイオード、スナバコンデ
ンサおよび幅広導体で構成される回路の側面図上での面
積を総断面積に比べて小さくしたものである。
【００１４】請求項８の発明に係る電力変換装置は、ス
ナバコンデンサの２つの電極に接続される幅広導体を平
行に近接させて対とし、対をなす幅広導体間に誘電体を
挿入したものである。
ナバコンデンサの２つの電極に接続される幅広導体を平
行に近接させて対とし、対をなす幅広導体間に誘電体を
挿入したものである。
【００１５】請求項９の発明に係る電力変換装置は、自
己消弧形半導体素子を直列または直並列に接続したもの
である。
己消弧形半導体素子を直列または直並列に接続したもの
である。
【００１６】請求項10の発明に係る電力変換装置は、３
レベルインバータにおいて請求項１から９の発明に係る
電力変換装置を用いたものである。
レベルインバータにおいて請求項１から９の発明に係る
電力変換装置を用いたものである。
【００１７】請求項11の発明に係る電力変換装置の製造
方法は、自己消弧形半導体素子、スナバダイオードおよ
びスナバコンデンサのすべての電極を平行に配置し、自
己消弧形半導体素子、スナバダイオードおよびスナバコ
ンデンサの相互間を平行に配置した幅広導体で接続する
ものである。
方法は、自己消弧形半導体素子、スナバダイオードおよ
びスナバコンデンサのすべての電極を平行に配置し、自
己消弧形半導体素子、スナバダイオードおよびスナバコ
ンデンサの相互間を平行に配置した幅広導体で接続する
ものである。
【００１８】
【作用】請求項１から７の発明に係る電力変換装置は、
スナバ回路のインダクタンスを低減でき、従って自己消
弧形半導体素子の遮断時における損失を低減することが
できる。
スナバ回路のインダクタンスを低減でき、従って自己消
弧形半導体素子の遮断時における損失を低減することが
できる。
【００１９】請求項８の発明に係る電力変換装置は、ス
ナバコンデンサの容量を等価的に増加させ、自己消弧形
半導体素子の遮断時における損失を低減することができ
る。
ナバコンデンサの容量を等価的に増加させ、自己消弧形
半導体素子の遮断時における損失を低減することができ
る。
【００２０】請求項９の発明に係る電力変換装置は、高
電圧または大電力の電力変換装置においてスナバ回路の
インダクタンスを低減し、自己消弧形半導体素子の遮断
時における損失を低減することができる。
電圧または大電力の電力変換装置においてスナバ回路の
インダクタンスを低減し、自己消弧形半導体素子の遮断
時における損失を低減することができる。
【００２１】請求項10の発明に係る電力変換装置は、３
レベルインバータにおいて、スナバ回路のインダクタン
スを低減し、自己消弧形半導体素子の遮断時における損
失を低減することができる。
レベルインバータにおいて、スナバ回路のインダクタン
スを低減し、自己消弧形半導体素子の遮断時における損
失を低減することができる。
【００２２】請求項11の発明に係る電力変換装置の製造
方法はスナバ回路のインダクタンスが小さく、自己消弧
形半導体素子の遮断時における損失の小さい電力変換装
置を提供できるとともに、組立作業が簡素化できる。
方法はスナバ回路のインダクタンスが小さく、自己消弧
形半導体素子の遮断時における損失の小さい電力変換装
置を提供できるとともに、組立作業が簡素化できる。
【００２３】
実施例１．この発明の第１の実施例を図について説明す
る。図１は自己消弧形半導体素子のスナバ回路の構造の
側面図を示す。ここでは自己消弧形半導体素子１の一例
として、ＧＴＯサイリスタ（以下ＧＴＯ）を取り上げる
が、電極面が平形であれば、逆導通形ＧＴＯサイリス
タ、ＩＧＢＴ、ＳＩサイリスタ、ＳＩＣなどにも適用で
きる。なお図１では、フリーホイールダイオード、スナ
バ抵抗あるいはスナバエネルギー回生回路などに用いら
れる追加的な構成要素は省略しているが、ここで示す基
本構造に適用できることは言うまでもない。また絶縁
物、圧接用構造体等も省略している。１はＧＴＯ、２は
スタッド形ではなく、平形のスナバダイオード、３はス
ナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された冷却
フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧接さ
れた冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバコン
デンサ３の電極、14は冷却フィン10（ＧＴＯ１の陽極の
延長）とスナバダイオード２の陽極とを接続する帯状の
幅広導体、15はスナバダイオード２の陰極とスナバコン
デンサ３の電極12とを接続する幅広導体、16はスナバコ
ンデンサ３の電極13と冷却フィン11（ＧＴＯ１の陰極の
延長）を接続する幅広導体である。なおスナバダイオー
ド２の冷却については、冷却フィン10と幅広導体14との
一体化において実現しても良いし、個別に冷却フィンな
どの冷却手段を追加しても良い。
る。図１は自己消弧形半導体素子のスナバ回路の構造の
側面図を示す。ここでは自己消弧形半導体素子１の一例
として、ＧＴＯサイリスタ（以下ＧＴＯ）を取り上げる
が、電極面が平形であれば、逆導通形ＧＴＯサイリス
タ、ＩＧＢＴ、ＳＩサイリスタ、ＳＩＣなどにも適用で
きる。なお図１では、フリーホイールダイオード、スナ
バ抵抗あるいはスナバエネルギー回生回路などに用いら
れる追加的な構成要素は省略しているが、ここで示す基
本構造に適用できることは言うまでもない。また絶縁
物、圧接用構造体等も省略している。１はＧＴＯ、２は
スタッド形ではなく、平形のスナバダイオード、３はス
ナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された冷却
フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧接さ
れた冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバコン
デンサ３の電極、14は冷却フィン10（ＧＴＯ１の陽極の
延長）とスナバダイオード２の陽極とを接続する帯状の
幅広導体、15はスナバダイオード２の陰極とスナバコン
デンサ３の電極12とを接続する幅広導体、16はスナバコ
ンデンサ３の電極13と冷却フィン11（ＧＴＯ１の陰極の
延長）を接続する幅広導体である。なおスナバダイオー
ド２の冷却については、冷却フィン10と幅広導体14との
一体化において実現しても良いし、個別に冷却フィンな
どの冷却手段を追加しても良い。
【００２４】まず「電極面の平行の位置関係」について
説明する。スナバ回路構造の側面図である図１に示すよ
うに、６つ全ての電極面同士が角度を持たない、つまり
ＧＴＯ１の陽極面あるいは陰極面に対して、スナバダイ
オード２の陽極面、陰極面、スナバコンデンサ３の電極
12、13の電極面の延長平面が空間で交わらない関係にあ
る。このような位置関係にある場合を「電極面の平行の
位置関係」と呼ぶことにする。これにより従来例に比較
して組立技術を各段に単純化でき、組立作業の簡素化が
図れる。特に幅広導体14、15、16についてＵ字形曲げ等
の加工を必要としないため、導体構造コストも低減でき
る。また、この構成は、後述する幅広導体の平行な位置
関係を可能にし、線路インダクタンスの低減を可能にす
る。
説明する。スナバ回路構造の側面図である図１に示すよ
うに、６つ全ての電極面同士が角度を持たない、つまり
ＧＴＯ１の陽極面あるいは陰極面に対して、スナバダイ
オード２の陽極面、陰極面、スナバコンデンサ３の電極
12、13の電極面の延長平面が空間で交わらない関係にあ
る。このような位置関係にある場合を「電極面の平行の
位置関係」と呼ぶことにする。これにより従来例に比較
して組立技術を各段に単純化でき、組立作業の簡素化が
図れる。特に幅広導体14、15、16についてＵ字形曲げ等
の加工を必要としないため、導体構造コストも低減でき
る。また、この構成は、後述する幅広導体の平行な位置
関係を可能にし、線路インダクタンスの低減を可能にす
る。
【００２５】次に「電極面の直線の位置関係」について
説明する。スナバ回路構造の平面図を図２に示す。説明
の都合上、図２ではＧＴＯ１とスナバダイオード２との
接続と、スナバダイオード２とスナバコンデンサ３との
接続と、スナバコンデンサ３とＧＴＯ１との接続につい
て個別に記載しているが、本来は重なって組立てられる
ものである。図２に示すように、前提条件としては上面
図で見て、ＧＴＯ１の中心Ａとスナバダイオードの中心
Ｂを直線で結んだ中心線ＡＢと、スナバダイオード２の
中心Ｂとスナバコンデンサ３の電極12の中心Ｃを直線で
結んだ中心線ＢＣと、スナバコンデンサ３の電極13の中
心ＤとＧＴＯ１の中心Ａとを直線で結んだ中心線ＤＡと
が、一直線上にあるような位置関係にある場合を「電極
面の直線の位置関係」と呼ぶことにする。なおスナバコ
ンデンサ３の電極12、13については、通常図３に示すよ
うに、平面図で見ると幾つかの端子（ここでは端子数を
３とした）の集合体となっている。ここで示すスナバコ
ンデンサ３の電極12、13の中心としては、図３に示すよ
うに、端子の集合体の中心を意味している。この構成
は、幅広導体の平面図上での重なりを確保し、後述の線
路インダクタンスの低減を可能にする。
説明する。スナバ回路構造の平面図を図２に示す。説明
の都合上、図２ではＧＴＯ１とスナバダイオード２との
接続と、スナバダイオード２とスナバコンデンサ３との
接続と、スナバコンデンサ３とＧＴＯ１との接続につい
て個別に記載しているが、本来は重なって組立てられる
ものである。図２に示すように、前提条件としては上面
図で見て、ＧＴＯ１の中心Ａとスナバダイオードの中心
Ｂを直線で結んだ中心線ＡＢと、スナバダイオード２の
中心Ｂとスナバコンデンサ３の電極12の中心Ｃを直線で
結んだ中心線ＢＣと、スナバコンデンサ３の電極13の中
心ＤとＧＴＯ１の中心Ａとを直線で結んだ中心線ＤＡと
が、一直線上にあるような位置関係にある場合を「電極
面の直線の位置関係」と呼ぶことにする。なおスナバコ
ンデンサ３の電極12、13については、通常図３に示すよ
うに、平面図で見ると幾つかの端子（ここでは端子数を
３とした）の集合体となっている。ここで示すスナバコ
ンデンサ３の電極12、13の中心としては、図３に示すよ
うに、端子の集合体の中心を意味している。この構成
は、幅広導体の平面図上での重なりを確保し、後述の線
路インダクタンスの低減を可能にする。
【００２６】次に「幅広導体の平行の位置関係」につい
て説明する。スナバ回路構造の側面図である図１におい
て、幅広導体14、15、16同士が角度を持たない、つまり
ＧＴＯ１の陽極面あるいは陰極面に対して、幅広導体1
4、15、16の延長平面が空間で交わらない関係にある。
このような位置関係にある場合を「幅広導体の平行の位
置関係」と呼ぶことにする。この構成は、後述の線路イ
ンダクタンスの低減を可能にする。
て説明する。スナバ回路構造の側面図である図１におい
て、幅広導体14、15、16同士が角度を持たない、つまり
ＧＴＯ１の陽極面あるいは陰極面に対して、幅広導体1
4、15、16の延長平面が空間で交わらない関係にある。
このような位置関係にある場合を「幅広導体の平行の位
置関係」と呼ぶことにする。この構成は、後述の線路イ
ンダクタンスの低減を可能にする。
【００２７】次に幅広導体の幅の規定について説明す
る。具体的には少なくとも２つの電極端子を接続する導
体が、接続される少なくとも２つの端子の幅について小
さい方の端子の幅以上の幅広導体であることについて説
明する。ＧＴＯ１の陽極（陰極）、スナバダイオード２
の陽極（陰極）、スナバコンデンサ３の電極12、13が全
て同じ幅を持つものである場合は極めて少ない。従っ
て、スナバ回路構造の上面図である図２に示すように、
例えば電極の幅を、ＧＴＯ１、スナバコンデンサ３、ス
ナバダイオード２の順に大きい場合を仮定して説明す
る。ＧＴＯ１の冷却フィン10とスナバダイオード２の陽
極を接続する幅広導体14については、少なくともスナバ
ダイオード２の電極幅以上の幅広導体を適用し、スナバ
ダイオード２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12を接
続する幅広導体15については、少なくともスナバダイオ
ード２の電極幅以上の幅広導体15を適用し、スナバコン
デンサ３の電極13とＧＴＯ１の冷却フィン11を接続する
幅広導体16については、少なくともスナバコンデンサ３
の電極13の幅以上の幅広導体16を適用する。図２に示す
幅広導体14、15、16は、前述した幅広導体の幅の規定を
満足した具体例であり、この導体幅の最小条件を「幅広
導体の幅の規定」と呼ぶことにする。この構成は、高周
波電流の均一な分布を実現し、後述の線路インダクタン
スの低減を可能にする。
る。具体的には少なくとも２つの電極端子を接続する導
体が、接続される少なくとも２つの端子の幅について小
さい方の端子の幅以上の幅広導体であることについて説
明する。ＧＴＯ１の陽極（陰極）、スナバダイオード２
の陽極（陰極）、スナバコンデンサ３の電極12、13が全
て同じ幅を持つものである場合は極めて少ない。従っ
て、スナバ回路構造の上面図である図２に示すように、
例えば電極の幅を、ＧＴＯ１、スナバコンデンサ３、ス
ナバダイオード２の順に大きい場合を仮定して説明す
る。ＧＴＯ１の冷却フィン10とスナバダイオード２の陽
極を接続する幅広導体14については、少なくともスナバ
ダイオード２の電極幅以上の幅広導体を適用し、スナバ
ダイオード２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12を接
続する幅広導体15については、少なくともスナバダイオ
ード２の電極幅以上の幅広導体15を適用し、スナバコン
デンサ３の電極13とＧＴＯ１の冷却フィン11を接続する
幅広導体16については、少なくともスナバコンデンサ３
の電極13の幅以上の幅広導体16を適用する。図２に示す
幅広導体14、15、16は、前述した幅広導体の幅の規定を
満足した具体例であり、この導体幅の最小条件を「幅広
導体の幅の規定」と呼ぶことにする。この構成は、高周
波電流の均一な分布を実現し、後述の線路インダクタン
スの低減を可能にする。
【００２８】更に幅広導体間の相互結合の規定について
説明する。具体的にはスナバダイオード２の陰極とスナ
バコンデンサ３の電極12とを接続する幅広導体15とスナ
バコンデンサ３の電極13とＧＴＯ１の陰極とを接続する
幅広導体16間の相互インダクタンスによる結合を持たせ
ることについて説明する。まず「電気工学ハンドブック
電気学会」を参照すると、２本の閉回路間相互インダ
クタンスＭはノイマン公式である(1) 式で求められる。
説明する。具体的にはスナバダイオード２の陰極とスナ
バコンデンサ３の電極12とを接続する幅広導体15とスナ
バコンデンサ３の電極13とＧＴＯ１の陰極とを接続する
幅広導体16間の相互インダクタンスによる結合を持たせ
ることについて説明する。まず「電気工学ハンドブック
電気学会」を参照すると、２本の閉回路間相互インダ
クタンスＭはノイマン公式である(1) 式で求められる。
【００２９】
【数１】
【００３０】これより、２本の電流値が等しければ、相
互インダクタンスＭは線路間距離ｒに反比例し、電流ベ
クトルが作る角度θの余弦に比例する。それぞれの線路
の自己インダクタンスをＬS とすれば、線路インダクタ
ンスＬは(2)式で求められる。
互インダクタンスＭは線路間距離ｒに反比例し、電流ベ
クトルが作る角度θの余弦に比例する。それぞれの線路
の自己インダクタンスをＬS とすれば、線路インダクタ
ンスＬは(2)式で求められる。
【００３１】
【数２】
【００３２】この値は負にはならないため、極力小さい
値とするためには、相互インダクタンスＭは符号を負と
する可能な限り大きな値とし、ＬS の値に近づける必要
がある。つまり２本の線路に流れる電流の向きを正反
対、角度θで言えば、180 °（従って cosθ＝−１）と
し、線路間距離ｒを可能な限り小さく取ることになる。
この条件を満足する導体の配置関係を「幅広導体間の相
互結合の規定」と呼ぶことにする。この構成により線路
インダクタンスの低減が可能となる。
値とするためには、相互インダクタンスＭは符号を負と
する可能な限り大きな値とし、ＬS の値に近づける必要
がある。つまり２本の線路に流れる電流の向きを正反
対、角度θで言えば、180 °（従って cosθ＝−１）と
し、線路間距離ｒを可能な限り小さく取ることになる。
この条件を満足する導体の配置関係を「幅広導体間の相
互結合の規定」と呼ぶことにする。この構成により線路
インダクタンスの低減が可能となる。
【００３３】次に図１、図２の具体例を用いて説明す
る。図１では、幅広導体14と幅広導体16、幅広導体15と
幅広導体16が前述した２本の線路の関係にある。まず幅
広導体14、15、16に流れる電流についてであるが、ＧＴ
Ｏ１が電流遮断を行うと、遮断された電流は図１の回路
にバイパスされるため、電流の絶対値としては全ての幅
広導体において同じであることは、キルヒホッフの法則
により明らかである。また幅広導体14、15の電流ベクト
ルと幅広導体16の電流ベクトルが持つ角度θは図２から
分かるように180 °である。さらにＧＴＯ１が電流を遮
断する際、幅広導体14、15、16に流れる電流は高周波電
流となるため、当然のことながら表皮効果を伴い、各幅
広導体には電流が均一に流れる。これにより、幅広導体
14と16については、幅広導体14から発生する磁束と、幅
広導体16から発生する磁束とが効果的に打ち消し合い、
相互インダクタンスＭの絶対値の増加、ひいては線路イ
ンダクタンスＬの低減につながる。この線路インダクタ
ンスＬの低減効果を証明するために、図４に示す簡易モ
デル形状に対する中間くぼみ幅Ｘをパラメータとしたと
きの、線路インダクタンスと実抵抗の三次元解析結果を
図５に示す。この結果は、Ｘの増加に従ってインダクタ
ンスが減少しており、前述した線路間距離ｒの低減によ
る線路インダクタンスＬの低減が可能であることを示し
ている。
る。図１では、幅広導体14と幅広導体16、幅広導体15と
幅広導体16が前述した２本の線路の関係にある。まず幅
広導体14、15、16に流れる電流についてであるが、ＧＴ
Ｏ１が電流遮断を行うと、遮断された電流は図１の回路
にバイパスされるため、電流の絶対値としては全ての幅
広導体において同じであることは、キルヒホッフの法則
により明らかである。また幅広導体14、15の電流ベクト
ルと幅広導体16の電流ベクトルが持つ角度θは図２から
分かるように180 °である。さらにＧＴＯ１が電流を遮
断する際、幅広導体14、15、16に流れる電流は高周波電
流となるため、当然のことながら表皮効果を伴い、各幅
広導体には電流が均一に流れる。これにより、幅広導体
14と16については、幅広導体14から発生する磁束と、幅
広導体16から発生する磁束とが効果的に打ち消し合い、
相互インダクタンスＭの絶対値の増加、ひいては線路イ
ンダクタンスＬの低減につながる。この線路インダクタ
ンスＬの低減効果を証明するために、図４に示す簡易モ
デル形状に対する中間くぼみ幅Ｘをパラメータとしたと
きの、線路インダクタンスと実抵抗の三次元解析結果を
図５に示す。この結果は、Ｘの増加に従ってインダクタ
ンスが減少しており、前述した線路間距離ｒの低減によ
る線路インダクタンスＬの低減が可能であることを示し
ている。
【００３４】従って以上の事柄をまとめると、ＧＴＯ１
の電極面、スナバダイオード２の電極面、スナバコンデ
ンサ３の「電極面に関する平行の位置関係」は、各電極
面の接続手段に曲げ加工の少ない幅広導体を用いること
を可能とし、接続手段の自己インダクタンスが低減で
き、ひいてはスナバ回路内インダクタンスが低減する条
件となる。またＧＴＯ１の電極面、スナバダイオード２
の電極面、スナバコンデンサ３の「電極面に対する直線
の位置関係」は、幅広導体の電流の向きを０°と180 °
のみとし、幅広導体間の相互インダクタンスが増加で
き、ひいてはスナバ回路内インダクタンスが低減できる
条件となる。また「幅広導体の平行の位置関係」及び
「幅広導体の幅の規定」について、特に、接続する２つ
の電極のうち、電極幅の小さい方の幅以上の幅広導体の
適用は、幅広導体表面に均一に高周波電流を流すことを
可能とし、スナバ回路内インダクタンスが低減できる条
件となる。更に電流の向きが反対方向にある幅広導体間
距離を、相互結合を密にして相互インダクタンスの絶対
値を増加させるために近接させる「幅広導体間の相互結
合の規定」は、スナバ回路内インダクタンスを低減でき
る条件となる。またこれらの基本条件を遵守して実現し
たスナバ回路を自己消弧形半導体素子のバイパス回路に
接続することにより、図30に示すスパイク的に発生する
電圧ＶDSP を低減でき、ターンオフ損失を低減できるこ
とになる。また、上記の構成は自己消弧形半導体素子、
スナバダイオード、スナバコンデンサおよび幅広導体が
構成する回路の側面図上での面積を総断面積に比べて縮
小する構成でもある。回路のインダクタンスは他の条件
が同じであれば回路の囲む面積にほぼ比例する性質があ
るので、上記の構成によりインダクタンスの低減が可能
となる。
の電極面、スナバダイオード２の電極面、スナバコンデ
ンサ３の「電極面に関する平行の位置関係」は、各電極
面の接続手段に曲げ加工の少ない幅広導体を用いること
を可能とし、接続手段の自己インダクタンスが低減で
き、ひいてはスナバ回路内インダクタンスが低減する条
件となる。またＧＴＯ１の電極面、スナバダイオード２
の電極面、スナバコンデンサ３の「電極面に対する直線
の位置関係」は、幅広導体の電流の向きを０°と180 °
のみとし、幅広導体間の相互インダクタンスが増加で
き、ひいてはスナバ回路内インダクタンスが低減できる
条件となる。また「幅広導体の平行の位置関係」及び
「幅広導体の幅の規定」について、特に、接続する２つ
の電極のうち、電極幅の小さい方の幅以上の幅広導体の
適用は、幅広導体表面に均一に高周波電流を流すことを
可能とし、スナバ回路内インダクタンスが低減できる条
件となる。更に電流の向きが反対方向にある幅広導体間
距離を、相互結合を密にして相互インダクタンスの絶対
値を増加させるために近接させる「幅広導体間の相互結
合の規定」は、スナバ回路内インダクタンスを低減でき
る条件となる。またこれらの基本条件を遵守して実現し
たスナバ回路を自己消弧形半導体素子のバイパス回路に
接続することにより、図30に示すスパイク的に発生する
電圧ＶDSP を低減でき、ターンオフ損失を低減できるこ
とになる。また、上記の構成は自己消弧形半導体素子、
スナバダイオード、スナバコンデンサおよび幅広導体が
構成する回路の側面図上での面積を総断面積に比べて縮
小する構成でもある。回路のインダクタンスは他の条件
が同じであれば回路の囲む面積にほぼ比例する性質があ
るので、上記の構成によりインダクタンスの低減が可能
となる。
【００３５】実施例２．この発明の第２の実施例を図に
ついて説明する。図６は、実施例１の設計概念にもとづ
く他の組合せによる自己消弧形半導体素子のスナバ回路
の構造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３
はスナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された
冷却フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧
接された冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバ
コンデンサ３の電極、14は冷却フィン11（ＧＴＯ１の陰
極の延長）とスナバダイオード２の陰極とを接続する幅
広導体、15はスナバダイオード２の陽極とスナバコンデ
ンサ３の電極12とを接続する幅広導体、16はスナバコン
デンサ３の電極13と冷却フィン10（ＧＴＯ１の陽極の延
長）とを接続する幅広導体である。なおスナバダイオー
ド２の冷却については、冷却フィン11と幅広導体14との
一体化において実現しても良いし、個別に冷却フィンな
どの冷却手段を追加しても良い。
ついて説明する。図６は、実施例１の設計概念にもとづ
く他の組合せによる自己消弧形半導体素子のスナバ回路
の構造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３
はスナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された
冷却フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧
接された冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバ
コンデンサ３の電極、14は冷却フィン11（ＧＴＯ１の陰
極の延長）とスナバダイオード２の陰極とを接続する幅
広導体、15はスナバダイオード２の陽極とスナバコンデ
ンサ３の電極12とを接続する幅広導体、16はスナバコン
デンサ３の電極13と冷却フィン10（ＧＴＯ１の陽極の延
長）とを接続する幅広導体である。なおスナバダイオー
ド２の冷却については、冷却フィン11と幅広導体14との
一体化において実現しても良いし、個別に冷却フィンな
どの冷却手段を追加しても良い。
【００３６】図６において図１と異なる点は、ＧＴＯ１
に並列接続されるスナバダイオード２、スナバコンデン
サ３の接続順序であり、具体的には、図１では、ＧＴＯ
１に並列にＧＴＯ１の陽極側から、スナバダイオード
２、スナバコンデンサ３の順で接続しているが、図６で
は、ＧＴＯ１に並列にＧＴＯ１の陽極側から、スナバコ
ンデンサ３、スナバダイオード２の順で接続している。
図６はスナバ回路構造の側面図であり、全ての電極面が
平行の位置関係に配置されており、全ての幅広導体が平
行の位置関係にある。また図７の平面図に示すように、
全ての電極面が直線の位置関係に配置されている。更に
幅広導体の幅の規定も、幅広導体間の相互結合関係も図
１と同様である。つまり図６のスナバ回路構造は、図１
で示したスナバ回路内インダクタンスの低減効果は同等
であることは明かである。
に並列接続されるスナバダイオード２、スナバコンデン
サ３の接続順序であり、具体的には、図１では、ＧＴＯ
１に並列にＧＴＯ１の陽極側から、スナバダイオード
２、スナバコンデンサ３の順で接続しているが、図６で
は、ＧＴＯ１に並列にＧＴＯ１の陽極側から、スナバコ
ンデンサ３、スナバダイオード２の順で接続している。
図６はスナバ回路構造の側面図であり、全ての電極面が
平行の位置関係に配置されており、全ての幅広導体が平
行の位置関係にある。また図７の平面図に示すように、
全ての電極面が直線の位置関係に配置されている。更に
幅広導体の幅の規定も、幅広導体間の相互結合関係も図
１と同様である。つまり図６のスナバ回路構造は、図１
で示したスナバ回路内インダクタンスの低減効果は同等
であることは明かである。
【００３７】実施例３．この発明の第３の実施例を図に
ついて説明する。図８は、実施例１の設計概念にもとづ
く他の組合せによる自己消弧形半導体素子のスナバ回路
の構造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３
はスナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された
冷却フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧
接された冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバ
コンデンサ３の電極、14は冷却フィン10とスナバダイオ
ード２の陽極とを接続する幅広導体、15はスナバダイオ
ード２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続す
る幅広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フ
ィン11を接続する幅広導体である。
ついて説明する。図８は、実施例１の設計概念にもとづ
く他の組合せによる自己消弧形半導体素子のスナバ回路
の構造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３
はスナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された
冷却フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧
接された冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバ
コンデンサ３の電極、14は冷却フィン10とスナバダイオ
ード２の陽極とを接続する幅広導体、15はスナバダイオ
ード２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続す
る幅広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フ
ィン11を接続する幅広導体である。
【００３８】図８において図１と異なる点は、ＧＴＯ１
に対するスナバダイオード２、スナバコンデンサ３の距
離関係であり、具体的には、図１では、ＧＴＯ１に対し
て、スナバダイオード２がスナバコンデンサ３より近く
配置されているが、図８では、ＧＴＯ１に対して、スナ
バコンデンサ３がスナバダイオード２より近く配置され
ている。図８に対するスナバ回路構造の側面図は省略す
るが、図８のスナバ回路構造は、図１で示したスナバ回
路内インダクタンスの低減方法を適用していることは明
かであり、スナバ回路内インダクタンスの低減は可能で
ある。
に対するスナバダイオード２、スナバコンデンサ３の距
離関係であり、具体的には、図１では、ＧＴＯ１に対し
て、スナバダイオード２がスナバコンデンサ３より近く
配置されているが、図８では、ＧＴＯ１に対して、スナ
バコンデンサ３がスナバダイオード２より近く配置され
ている。図８に対するスナバ回路構造の側面図は省略す
るが、図８のスナバ回路構造は、図１で示したスナバ回
路内インダクタンスの低減方法を適用していることは明
かであり、スナバ回路内インダクタンスの低減は可能で
ある。
【００３９】実施例４．この発明の第４の実施例を図に
ついて説明する。図９は、実施例１の設計概念にもとづ
く他の組合せによる自己消弧形半導体素子のスナバ回路
の構造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３
はスナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された
冷却フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧
接された冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバ
コンデンサ３の電極、14は冷却フィン11とスナバダイオ
ード２の陰極とを接続する幅広導体、15はスナバダイオ
ード２の陽極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続す
る幅広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フ
ィン10とを接続する幅広導体である。
ついて説明する。図９は、実施例１の設計概念にもとづ
く他の組合せによる自己消弧形半導体素子のスナバ回路
の構造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３
はスナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された
冷却フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧
接された冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバ
コンデンサ３の電極、14は冷却フィン11とスナバダイオ
ード２の陰極とを接続する幅広導体、15はスナバダイオ
ード２の陽極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続す
る幅広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フ
ィン10とを接続する幅広導体である。
【００４０】図９において図６と異なる点は、ＧＴＯ１
に対するスナバダイオード２、スナバコンデンサ３の距
離関係であり、具体的には、図６では、ＧＴＯ１に対し
て、スナバダイオード２がスナバコンデンサ３より近く
配置されているが、図９では、ＧＴＯ１に対して、スナ
バコンデンサ３がスナバダイオード２より近く配置され
ている。図９に対するスナバ回路構造の側面図は省略す
るが、図９のスナバ回路構造は、図６で示したスナバ回
路内インダクタンスの低減方法を適用していることは明
かであり、スナバ回路内インダクタンスの低減は可能で
ある。
に対するスナバダイオード２、スナバコンデンサ３の距
離関係であり、具体的には、図６では、ＧＴＯ１に対し
て、スナバダイオード２がスナバコンデンサ３より近く
配置されているが、図９では、ＧＴＯ１に対して、スナ
バコンデンサ３がスナバダイオード２より近く配置され
ている。図９に対するスナバ回路構造の側面図は省略す
るが、図９のスナバ回路構造は、図６で示したスナバ回
路内インダクタンスの低減方法を適用していることは明
かであり、スナバ回路内インダクタンスの低減は可能で
ある。
【００４１】実施例５．この発明の第５の実施例を図に
ついて説明する。図10は、実施例１の設計概念を一部変
形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回路の構
造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３はス
ナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された冷却
フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧接さ
れた冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバコン
デンサ３の電極、14は冷却フィン10とスナバダイオード
２の陽極とを接続する幅広導体、15はスナバダイオード
２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続する幅
広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フィン
11とを接続する幅広導体である。
ついて説明する。図10は、実施例１の設計概念を一部変
形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回路の構
造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３はス
ナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された冷却
フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧接さ
れた冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバコン
デンサ３の電極、14は冷却フィン10とスナバダイオード
２の陽極とを接続する幅広導体、15はスナバダイオード
２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続する幅
広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フィン
11とを接続する幅広導体である。
【００４２】図10において図１と異なる点は、ＧＴＯ
１、スナバダイオード２の電極面に対して、スナバコン
デンサ３の電極12、13の電極面が平行の位置関係に配置
されていない点である。具体的には、図１では、スナバ
コンデンサ３の電極12、13の高さを異ならせて全ての電
極を平行の位置関係に配置していたが、図10では、同じ
高さの電極12、13を持つスナバコンデンサ３を適用し、
さらにＬ字形の幅広導体15、16を適用している。これに
より図１に比較して図10の有利な点は、幅広導体15の自
己インダクタンスが低減され、ひいてはスナバ回路内イ
ンダクタンスを低減できることである。これは幅広導体
15、16の平行でない部分が、図１の幅広導体16の方に、
図10の幅広導体16よりも多く存在していることに起因す
る。図10に対するスナバ回路構造の側面図は省略する
が、図10のスナバ回路構造は、図１で示したスナバ回路
内インダクタンスの低減効果と同等以上とすることが可
能であることは明かである。
１、スナバダイオード２の電極面に対して、スナバコン
デンサ３の電極12、13の電極面が平行の位置関係に配置
されていない点である。具体的には、図１では、スナバ
コンデンサ３の電極12、13の高さを異ならせて全ての電
極を平行の位置関係に配置していたが、図10では、同じ
高さの電極12、13を持つスナバコンデンサ３を適用し、
さらにＬ字形の幅広導体15、16を適用している。これに
より図１に比較して図10の有利な点は、幅広導体15の自
己インダクタンスが低減され、ひいてはスナバ回路内イ
ンダクタンスを低減できることである。これは幅広導体
15、16の平行でない部分が、図１の幅広導体16の方に、
図10の幅広導体16よりも多く存在していることに起因す
る。図10に対するスナバ回路構造の側面図は省略する
が、図10のスナバ回路構造は、図１で示したスナバ回路
内インダクタンスの低減効果と同等以上とすることが可
能であることは明かである。
【００４３】実施例６．この発明の第６の実施例を図に
ついて説明する。図11は、実施例１の設計概念を一部変
形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回路の構
造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３はス
ナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された冷却
フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧接さ
れた冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバコン
デンサ３の電極、14は冷却フィン11とスナバダイオード
２の陰極とを接続する幅広導体、15はスナバダイオード
２の陽極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続する幅
広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フィン
10とを接続する幅広導体である。
ついて説明する。図11は、実施例１の設計概念を一部変
形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回路の構
造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３はス
ナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された冷却
フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧接さ
れた冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバコン
デンサ３の電極、14は冷却フィン11とスナバダイオード
２の陰極とを接続する幅広導体、15はスナバダイオード
２の陽極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続する幅
広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フィン
10とを接続する幅広導体である。
【００４４】図11において図６と異なる点は、ＧＴＯ
１、スナバダイオード２の電極面に対して、スナバコン
デンサ３の電極12、13の電極面が平行の位置関係に配置
されていない点である。具体的には、図６では、スナバ
コンデンサ３の電極12、13の高さを異ならせて全ての電
極を平行の位置関係に配置していたが、図11では、同じ
高さの電極12、13を持つスナバコンデンサ３を適用し、
さらにＬ字形の幅広導体15、16を適用している。これに
より図６に比較して図11の有利な点は、幅広導体16の自
己インダクタンスが低減され、ひいてはスナバ回路内イ
ンダクタンスを低減できることである。これは幅広導体
15、16の平行でない部分が、図６の幅広導体16の方に、
図11の幅広導体16よりも多く存在していることに起因す
る。図11に対するスナバ回路構造の側面図は省略する
が、図11のスナバ回路構造は、図６で示したスナバ回路
内インダクタンスの低減効果と同等以上とすることが可
能であることは明かである。
１、スナバダイオード２の電極面に対して、スナバコン
デンサ３の電極12、13の電極面が平行の位置関係に配置
されていない点である。具体的には、図６では、スナバ
コンデンサ３の電極12、13の高さを異ならせて全ての電
極を平行の位置関係に配置していたが、図11では、同じ
高さの電極12、13を持つスナバコンデンサ３を適用し、
さらにＬ字形の幅広導体15、16を適用している。これに
より図６に比較して図11の有利な点は、幅広導体16の自
己インダクタンスが低減され、ひいてはスナバ回路内イ
ンダクタンスを低減できることである。これは幅広導体
15、16の平行でない部分が、図６の幅広導体16の方に、
図11の幅広導体16よりも多く存在していることに起因す
る。図11に対するスナバ回路構造の側面図は省略する
が、図11のスナバ回路構造は、図６で示したスナバ回路
内インダクタンスの低減効果と同等以上とすることが可
能であることは明かである。
【００４５】実施例７．この発明の第７の実施例を図に
ついて説明する。図12は、実施例１の設計概念を一部変
形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回路の構
造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３はス
ナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された冷却
フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧接さ
れた冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバコン
デンサ３の電極、14は冷却フィン10とスナバダイオード
２の陽極とを接続する幅広導体、15はスナバダイオード
２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続する幅
広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フィン
11とを接続する幅広導体である。
ついて説明する。図12は、実施例１の設計概念を一部変
形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回路の構
造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３はス
ナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された冷却
フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧接さ
れた冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバコン
デンサ３の電極、14は冷却フィン10とスナバダイオード
２の陽極とを接続する幅広導体、15はスナバダイオード
２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続する幅
広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フィン
11とを接続する幅広導体である。
【００４６】図12において図２と異なる点は、スナバダ
イオード２、スナバコンデンサ３の電極面に対して、Ｇ
ＴＯ１の電極面が直線の位置関係に配置されていない点
である。具体的には、図２では、直線ＡＢ、直線ＢＣ、
直線ＤＡが一直線上に位置するが、図12では直線ＡＢ、
直線ＡＤが直線ＢＣの直線上に位置しない。しかし図12
に対するスナバ回路構造の側面図が図１と同じである場
合、全ての電極面は平行の位置関係にあり、全ての幅広
導体は平行の位置関係にある。また図12に示す様に幅広
導体の幅の規定も満足している。図12のスナバ回路構造
は、全ての電極面が直線上にないこと以外は、図２で示
したスナバ回路内インダクタンスの低減効果とほぼ同等
とすることが可能であることは明かである。
イオード２、スナバコンデンサ３の電極面に対して、Ｇ
ＴＯ１の電極面が直線の位置関係に配置されていない点
である。具体的には、図２では、直線ＡＢ、直線ＢＣ、
直線ＤＡが一直線上に位置するが、図12では直線ＡＢ、
直線ＡＤが直線ＢＣの直線上に位置しない。しかし図12
に対するスナバ回路構造の側面図が図１と同じである場
合、全ての電極面は平行の位置関係にあり、全ての幅広
導体は平行の位置関係にある。また図12に示す様に幅広
導体の幅の規定も満足している。図12のスナバ回路構造
は、全ての電極面が直線上にないこと以外は、図２で示
したスナバ回路内インダクタンスの低減効果とほぼ同等
とすることが可能であることは明かである。
【００４７】実施例８．この発明の第８の実施例を図に
ついて説明する。図13は、実施例１の設計概念を一部変
形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回路の構
造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３はス
ナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された冷却
フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧接さ
れた冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバコン
デンサ３の電極、14は冷却フィン10とスナバダイオード
２の陽極とを接続する幅広導体、15はスナバダイオード
２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続する幅
広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フィン
11とを接続する幅広導体である。
ついて説明する。図13は、実施例１の設計概念を一部変
形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回路の構
造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３はス
ナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接された冷却
フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に圧接さ
れた冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナバコン
デンサ３の電極、14は冷却フィン10とスナバダイオード
２の陽極とを接続する幅広導体、15はスナバダイオード
２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続する幅
広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フィン
11とを接続する幅広導体である。
【００４８】図13において図２と異なる点は、スナバダ
イオード２、スナバコンデンサ３の電極面に対して、Ｇ
ＴＯ１の電極面が直線の位置関係に配置されていない点
である。具体的には、図２では、直線ＡＢ、直線ＢＣ、
直線ＤＡが一直線上に位置するが、図13では直線ＡＢ、
直線ＡＤが直線ＢＣの直線上に位置しない。しかし図13
に対するスナバ回路構造の側面図が図１と同じである場
合、全ての電極面は平行の位置関係にあり、全ての幅広
導体は平行の位置関係にある。図13に示す様に幅広導体
の幅の規定も満足している。更にその幅広導体の幅につ
いて図12に比較して有利な点は、上面図から見て、ＧＴ
Ｏ１の電極とスナバダイオード２の電極との接線Ｐ１、
Ｐ２が幅広導体14の内側にあり、スナバダイオード２の
電極とスナバコンデンサ３の電極12との接線Ｑ１、Ｑ２
が幅広導体15の内側にあり、更にスナバコンデンサ３の
電極13とＧＴＯ１の電極との接線Ｒ１、Ｒ２が幅広導体
16の内側にあるため、ＧＴＯ１の遮断時のスナバ回路に
バイパスされる高周波電流による電界集中を避けること
ができる。図12では、特に冷却フィン10と幅広導体14の
接続部において電界集中が生じる場合がある。電界集中
が生じると局部的に熱損失が発生し、ＧＴＯ１の接合温
度上昇を招き、ひいては素子破壊の要因となる。従って
図13に示すスナバ回路構造は、全ての電極が直線上にな
いこと以外は、図２で示したスナバ回路内インダクタン
スの低減効果とほぼ同等とすることが可能であり、幅広
導体内の温度上昇の均一化が可能なことは明かである。
なおこの電界集中を避けるための幅広導体の幅について
の考え方は、他の実施例に適用できることは言うまでも
ない。更に図13では幅広導体14、15、16を上面図で見
て、長方形のものを適用したが、例えば幅広導体14であ
れば、接線Ｐ１に沿って切断された形状の幅広導体14を
適用するなどして、幅広導体のコストを低減することも
可能である。またインダクタンスの低減の観点からは、
各電極中心が直線上になくても、平面図上で重なり合う
２つの幅広導体のうち幅のせまいものが幅のひろいもの
に平面図上で含まれていればよい。
イオード２、スナバコンデンサ３の電極面に対して、Ｇ
ＴＯ１の電極面が直線の位置関係に配置されていない点
である。具体的には、図２では、直線ＡＢ、直線ＢＣ、
直線ＤＡが一直線上に位置するが、図13では直線ＡＢ、
直線ＡＤが直線ＢＣの直線上に位置しない。しかし図13
に対するスナバ回路構造の側面図が図１と同じである場
合、全ての電極面は平行の位置関係にあり、全ての幅広
導体は平行の位置関係にある。図13に示す様に幅広導体
の幅の規定も満足している。更にその幅広導体の幅につ
いて図12に比較して有利な点は、上面図から見て、ＧＴ
Ｏ１の電極とスナバダイオード２の電極との接線Ｐ１、
Ｐ２が幅広導体14の内側にあり、スナバダイオード２の
電極とスナバコンデンサ３の電極12との接線Ｑ１、Ｑ２
が幅広導体15の内側にあり、更にスナバコンデンサ３の
電極13とＧＴＯ１の電極との接線Ｒ１、Ｒ２が幅広導体
16の内側にあるため、ＧＴＯ１の遮断時のスナバ回路に
バイパスされる高周波電流による電界集中を避けること
ができる。図12では、特に冷却フィン10と幅広導体14の
接続部において電界集中が生じる場合がある。電界集中
が生じると局部的に熱損失が発生し、ＧＴＯ１の接合温
度上昇を招き、ひいては素子破壊の要因となる。従って
図13に示すスナバ回路構造は、全ての電極が直線上にな
いこと以外は、図２で示したスナバ回路内インダクタン
スの低減効果とほぼ同等とすることが可能であり、幅広
導体内の温度上昇の均一化が可能なことは明かである。
なおこの電界集中を避けるための幅広導体の幅について
の考え方は、他の実施例に適用できることは言うまでも
ない。更に図13では幅広導体14、15、16を上面図で見
て、長方形のものを適用したが、例えば幅広導体14であ
れば、接線Ｐ１に沿って切断された形状の幅広導体14を
適用するなどして、幅広導体のコストを低減することも
可能である。またインダクタンスの低減の観点からは、
各電極中心が直線上になくても、平面図上で重なり合う
２つの幅広導体のうち幅のせまいものが幅のひろいもの
に平面図上で含まれていればよい。
【００４９】実施例９．この発明の第９の実施例を図に
ついて説明する。図14は、実施例１の設計概念を直列接
続された複数の自己消弧形半導体素子のスナバ回路に適
用した場合の構造を示す。1A、1BはＧＴＯ、2A、2Bはス
ナバダイオード、3A、3Bはスナバコンデンサである。Ｇ
ＴＯ1Aに注目すると、10A はＧＴＯ1Aの陽極に圧接され
た冷却フィン（導体でも良い）、11A はＧＴＯ１の陰極
に圧接された冷却フィン（導体でも良い）、12A 、13A
はスナバコンデンサ3Aの電極、14A は冷却フィン10A と
スナバダイオード2Aの陽極とを接続する幅広導体、15A
はスナバダイオード2Aの陰極とスナバコンデンサ3Aの電
極12A とを接続する幅広導体、16A はスナバコンデンサ
3Aの電極13A と冷却フィン11A とを接続する幅広導体で
ある。なおスナバダイオード2Aの冷却については、冷却
フィン10A と幅広導体14A との一体化において実現して
も良いし、個別に冷却フィンなどの冷却手段を追加して
も良い。またＧＴＯ1Bの構造についてもＧＴＯ1Aに対す
る構造と同じであるため、説明は省略する。
ついて説明する。図14は、実施例１の設計概念を直列接
続された複数の自己消弧形半導体素子のスナバ回路に適
用した場合の構造を示す。1A、1BはＧＴＯ、2A、2Bはス
ナバダイオード、3A、3Bはスナバコンデンサである。Ｇ
ＴＯ1Aに注目すると、10A はＧＴＯ1Aの陽極に圧接され
た冷却フィン（導体でも良い）、11A はＧＴＯ１の陰極
に圧接された冷却フィン（導体でも良い）、12A 、13A
はスナバコンデンサ3Aの電極、14A は冷却フィン10A と
スナバダイオード2Aの陽極とを接続する幅広導体、15A
はスナバダイオード2Aの陰極とスナバコンデンサ3Aの電
極12A とを接続する幅広導体、16A はスナバコンデンサ
3Aの電極13A と冷却フィン11A とを接続する幅広導体で
ある。なおスナバダイオード2Aの冷却については、冷却
フィン10A と幅広導体14A との一体化において実現して
も良いし、個別に冷却フィンなどの冷却手段を追加して
も良い。またＧＴＯ1Bの構造についてもＧＴＯ1Aに対す
る構造と同じであるため、説明は省略する。
【００５０】図14は直列接続された複数のＧＴＯ1A、1B
の陽極と陰極に対して、図１をそのまま適用した場合を
示している。従ってスナバ回路内インダクタンスの低減
効果は、図１と同等であることは明かである。また複数
の直列接続されたＧＴＯに並列接続されるスナバ回路の
接続方法は図15に示す４通りが考えられる。図14は図15
(1) の具体的構造であるが、例えば図15(2) について側
面図を考慮すれば、図１と図６の組合せ、あるいは図10
と図11の組合せ等からも構成可能であることは明かであ
る。他の図15(3) 、(4) についても既に記載した実施例
の組合せにより実現できる。
の陽極と陰極に対して、図１をそのまま適用した場合を
示している。従ってスナバ回路内インダクタンスの低減
効果は、図１と同等であることは明かである。また複数
の直列接続されたＧＴＯに並列接続されるスナバ回路の
接続方法は図15に示す４通りが考えられる。図14は図15
(1) の具体的構造であるが、例えば図15(2) について側
面図を考慮すれば、図１と図６の組合せ、あるいは図10
と図11の組合せ等からも構成可能であることは明かであ
る。他の図15(3) 、(4) についても既に記載した実施例
の組合せにより実現できる。
【００５１】また、この実施例では複数の自己消弧型半
導体素子を直列接続したものを示したが、直並列接続し
たものについても同様にこの発明を適用できる。
導体素子を直列接続したものを示したが、直並列接続し
たものについても同様にこの発明を適用できる。
【００５２】実施例10．この発明の第10の実施例を図に
ついて説明する。図16、図17は、実施例１の設計概念を
一部変形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回
路の構造を示す。図16は平面図、図17は側面図であり、
スナバコンデンサとその接続手段などは説明上省略して
いる。図14と異なる点は、スナバダイオード2A、2Bの中
心B1、B2が、平面図で見て同じ位置に無い点である。し
かし、図16のように全ての電極面が平行の位置関係にあ
り、また幅広導体が平行の位置関係にあり、かつＧＴＯ
1Aに対してスナバダイオード2A、図示しないスナバコン
デンサ3Aが中心線ＳＳ上にありＧＴＯ1Bに対してスナバ
ダイオード2B、図示しないスナバコンデンサ3Bが中心線
ＳＳと角度を持つ中心線ＴＴ上にある場合、結局方向
１、方向２から見たそれぞれのスナバ回路構造の側面図
は図１と同じである。従って図１と同様に、各々のスナ
バ回路内インダクタンスの低減を実現できることは明か
である。なお図16では、中心線ＳＳと中心線ＴＴが作る
内角が直角である場合を示したが、この内角が直角であ
る必然性は無く、特に制限はない。
ついて説明する。図16、図17は、実施例１の設計概念を
一部変形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回
路の構造を示す。図16は平面図、図17は側面図であり、
スナバコンデンサとその接続手段などは説明上省略して
いる。図14と異なる点は、スナバダイオード2A、2Bの中
心B1、B2が、平面図で見て同じ位置に無い点である。し
かし、図16のように全ての電極面が平行の位置関係にあ
り、また幅広導体が平行の位置関係にあり、かつＧＴＯ
1Aに対してスナバダイオード2A、図示しないスナバコン
デンサ3Aが中心線ＳＳ上にありＧＴＯ1Bに対してスナバ
ダイオード2B、図示しないスナバコンデンサ3Bが中心線
ＳＳと角度を持つ中心線ＴＴ上にある場合、結局方向
１、方向２から見たそれぞれのスナバ回路構造の側面図
は図１と同じである。従って図１と同様に、各々のスナ
バ回路内インダクタンスの低減を実現できることは明か
である。なお図16では、中心線ＳＳと中心線ＴＴが作る
内角が直角である場合を示したが、この内角が直角であ
る必然性は無く、特に制限はない。
【００５３】実施例11．この発明の第11の実施例を図に
ついて説明する。図18は中間電位点Ｃを有する直流電源
17の正負母線Ｐ、Ｎ間に直列接続された自己消弧形半導
体素子1A、1B、1C、1D（一例としてＧＴＯ）と、それら
の各々に逆並列接続されたフリーホイールダイオード18
A 、18B 、18C 、18D と、ＧＴＯ1AとＧＴＯ1Bとの接続
点および中間電位点Ｃ間に接続されたクランプダイオー
ド19A と、ＧＴＯ1CとＧＴＯ1Dとの接続点および中間電
位点Ｃ間に接続されたクランプダイオード19B と、ＧＴ
Ｏ1BとＧＴＯ1Cとの接続点に設けられた出力端子Ｏとを
備え、ＧＴＯ1AからＧＴＯ1Dのスイッチング動作により
直流電源17の正負母線Ｐ、Ｎの電圧と中間電位点Ｃの電
圧の３つの電圧レベルを出力端子Ｏに出力できる電力変
換装置、即ち３レベルインバータ装置である。なおアノ
ードリアクトル、スナバ抵抗あるいはスナバエネルギー
回生回路など追加的な構成要素は、本発明に直接関係し
ないため省略している。
ついて説明する。図18は中間電位点Ｃを有する直流電源
17の正負母線Ｐ、Ｎ間に直列接続された自己消弧形半導
体素子1A、1B、1C、1D（一例としてＧＴＯ）と、それら
の各々に逆並列接続されたフリーホイールダイオード18
A 、18B 、18C 、18D と、ＧＴＯ1AとＧＴＯ1Bとの接続
点および中間電位点Ｃ間に接続されたクランプダイオー
ド19A と、ＧＴＯ1CとＧＴＯ1Dとの接続点および中間電
位点Ｃ間に接続されたクランプダイオード19B と、ＧＴ
Ｏ1BとＧＴＯ1Cとの接続点に設けられた出力端子Ｏとを
備え、ＧＴＯ1AからＧＴＯ1Dのスイッチング動作により
直流電源17の正負母線Ｐ、Ｎの電圧と中間電位点Ｃの電
圧の３つの電圧レベルを出力端子Ｏに出力できる電力変
換装置、即ち３レベルインバータ装置である。なおアノ
ードリアクトル、スナバ抵抗あるいはスナバエネルギー
回生回路など追加的な構成要素は、本発明に直接関係し
ないため省略している。
【００５４】この３レベルインバータ装置を構成する各
々のＧＴＯの電流遮断時にかかる急峻な電圧上昇率を抑
制するためのスナバ回路の接続について説明する。この
３レベルインバータ装置のスナバ回路としては、ＧＴＯ
1Aに並列接続されたスナバコンデンサ3Aとスナバダイオ
ード2Aからなるスナバ回路と、クランプダイオード19A
の陽極とフリーホイールダイオード18C の陽極に接続さ
れたスナバダイオード2Bとスナバコンデンサ3Bからなる
スナバ回路と、フリーホイールダイオード１８Ｂの陰極
とクランプダイオード１９Ｂ の陰極に接続されたスナ
バコンデンサ3Cとスナバダイオード2Cからなるスナバ回
路と、ＧＴＯ1Dに並列接続されたスナバコンデンサ3Dと
スナバダイオード2Dからなるスナバ回路が接続されてい
る。例えばＧＴＯ1Aについては、図19(1) に示すよう
に、電流(a) をＧＴＯ1Aが遮断すると、電流(b) にバイ
パスされ、スナバ回路にあるスナバコンデンサ3Aの充電
動作により、ＧＴＯ1Aにかかる電圧上昇率を抑制するこ
とができる。ＧＴＯ1Dについても同様である。またＧＴ
Ｏ1Bについては、図19(2) に示すように、電流(a) をＧ
ＴＯ1Bが遮断すると、電流(b) にバイパスされ、スナバ
回路にあるスナバコンデンサ3Bの充電動作により、ＧＴ
Ｏ1Bにかかる電圧上昇率を抑制することができる。ＧＴ
Ｏ1Cについても同様である。
々のＧＴＯの電流遮断時にかかる急峻な電圧上昇率を抑
制するためのスナバ回路の接続について説明する。この
３レベルインバータ装置のスナバ回路としては、ＧＴＯ
1Aに並列接続されたスナバコンデンサ3Aとスナバダイオ
ード2Aからなるスナバ回路と、クランプダイオード19A
の陽極とフリーホイールダイオード18C の陽極に接続さ
れたスナバダイオード2Bとスナバコンデンサ3Bからなる
スナバ回路と、フリーホイールダイオード１８Ｂの陰極
とクランプダイオード１９Ｂ の陰極に接続されたスナ
バコンデンサ3Cとスナバダイオード2Cからなるスナバ回
路と、ＧＴＯ1Dに並列接続されたスナバコンデンサ3Dと
スナバダイオード2Dからなるスナバ回路が接続されてい
る。例えばＧＴＯ1Aについては、図19(1) に示すよう
に、電流(a) をＧＴＯ1Aが遮断すると、電流(b) にバイ
パスされ、スナバ回路にあるスナバコンデンサ3Aの充電
動作により、ＧＴＯ1Aにかかる電圧上昇率を抑制するこ
とができる。ＧＴＯ1Dについても同様である。またＧＴ
Ｏ1Bについては、図19(2) に示すように、電流(a) をＧ
ＴＯ1Bが遮断すると、電流(b) にバイパスされ、スナバ
回路にあるスナバコンデンサ3Bの充電動作により、ＧＴ
Ｏ1Bにかかる電圧上昇率を抑制することができる。ＧＴ
Ｏ1Cについても同様である。
【００５５】図18に示すＧＴＯ1A、ＧＴＯ1Dに対するス
ナバ回路については、前述したスナバ回路構造の実施例
のいずれかをそのまま適用できる。しかしＧＴＯ1B、Ｇ
ＴＯ1Cに対するスナバ回路については、前述した実施例
をそのまま適用できないことは、図19(1) と図19(2) に
示す電流遮断動作の違いからも明かである。
ナバ回路については、前述したスナバ回路構造の実施例
のいずれかをそのまま適用できる。しかしＧＴＯ1B、Ｇ
ＴＯ1Cに対するスナバ回路については、前述した実施例
をそのまま適用できないことは、図19(1) と図19(2) に
示す電流遮断動作の違いからも明かである。
【００５６】ここでは特にＧＴＯ1B、ＧＴＯ1Cに対し
て、インダクタンス低減が実現できるスナバ回路の構造
について図を用いて説明する。まず図20にはＧＴＯ1Bに
対するスナバ回路の構造の側面図を示す。1BはＧＴＯ、
2Bはスナバダイオード、3Bはスナバコンデンサ、10B は
ＧＴＯ1Bの陽極に圧接された冷却フィン（導体でも良
い）、11B はＧＴＯ1Bの陰極に圧接された冷却フィン
（導体でも良い）であり、出力端子Ｏに接続される。20
B はクランプダイオード19A の冷却フィン（導体でも良
い）であり、中間電位点Ｃと接続される。21B はフリー
ホイールダイオード18C の冷却フィン（導体でも良い）
である。12B 、13B はスナバコンデンサ3Bの電極、14B
は冷却フィン20B とスナバダイオード2Bの陽極とを接続
する幅広導体、15B はスナバダイオード2Bの陰極とスナ
バコンデンサ3Bの電極12B とを接続する幅広導体、16B
はスナバコンデンサ3Bの電極13B と冷却フィン21B を接
続する幅広導体である。なおスナバダイオード2Bの冷却
については、冷却フィン20B と幅広導体14B との一体化
において実現しても良いし、個別に冷却フィンなどの冷
却手段を追加しても良い。
て、インダクタンス低減が実現できるスナバ回路の構造
について図を用いて説明する。まず図20にはＧＴＯ1Bに
対するスナバ回路の構造の側面図を示す。1BはＧＴＯ、
2Bはスナバダイオード、3Bはスナバコンデンサ、10B は
ＧＴＯ1Bの陽極に圧接された冷却フィン（導体でも良
い）、11B はＧＴＯ1Bの陰極に圧接された冷却フィン
（導体でも良い）であり、出力端子Ｏに接続される。20
B はクランプダイオード19A の冷却フィン（導体でも良
い）であり、中間電位点Ｃと接続される。21B はフリー
ホイールダイオード18C の冷却フィン（導体でも良い）
である。12B 、13B はスナバコンデンサ3Bの電極、14B
は冷却フィン20B とスナバダイオード2Bの陽極とを接続
する幅広導体、15B はスナバダイオード2Bの陰極とスナ
バコンデンサ3Bの電極12B とを接続する幅広導体、16B
はスナバコンデンサ3Bの電極13B と冷却フィン21B を接
続する幅広導体である。なおスナバダイオード2Bの冷却
については、冷却フィン20B と幅広導体14B との一体化
において実現しても良いし、個別に冷却フィンなどの冷
却手段を追加しても良い。
【００５７】図20では、全ての電極面が平行の位置関係
にあり、かつ直線の位置関係にもある。また幅広導体の
規定も満足することが可能である。図１に追加されたク
ランプダイオード19A 、フリーホイールダイオード18C
については、クランプダイオード19A とスナバダイオー
ド2Bとの、あるいはフリーホイールダイオード18C と幅
広導体15B の斜線部分との電流極性が逆方向であること
を考慮すれば、相互結合関係にある。また幅広導体15B
と16B は、部分的ではあるが極力平行の位置関係を保つ
ように配置されている。すなわち、本実施例においても
実施例１の設計概念を可能な限り適用しているので、実
施例１と同様にスナバ回路内インダクタンスの低減を実
現できる。
にあり、かつ直線の位置関係にもある。また幅広導体の
規定も満足することが可能である。図１に追加されたク
ランプダイオード19A 、フリーホイールダイオード18C
については、クランプダイオード19A とスナバダイオー
ド2Bとの、あるいはフリーホイールダイオード18C と幅
広導体15B の斜線部分との電流極性が逆方向であること
を考慮すれば、相互結合関係にある。また幅広導体15B
と16B は、部分的ではあるが極力平行の位置関係を保つ
ように配置されている。すなわち、本実施例においても
実施例１の設計概念を可能な限り適用しているので、実
施例１と同様にスナバ回路内インダクタンスの低減を実
現できる。
【００５８】次に、図21にはＧＴＯ1Cに対するスナバ回
路の構造の側面図を示す。1CはＧＴＯ、2Cはスナバダイ
オード、3Cはスナバコンデンサ、10C はＧＴＯ1Cの陽極
に圧接された冷却フィン（導体でも良い）であり、出力
端子Ｏに接続される。11C はＧＴＯ1Cの陰極に圧接され
た冷却フィン（導体でも良い）であり、20C はクランプ
ダイオード19B の冷却フィン（導体でも良い）であり、
中間電位点Ｃと接続される。21C はフリーホイールダイ
オード18B の冷却フィン（導体でも良い）である。12C
、13C はスナバコンデンサ3Cの電極、14C は冷却フィ
ン20C とスナバダイオード2Cの陰極とを接続する幅広導
体、15C はスナバダイオード2Cの陽極とスナバコンデン
サ3Cの電極12C とを接続する幅広導体、16C はスナバコ
ンデンサ3Cの電極13C と冷却フィン21C を接続する幅広
導体である。なおスナバダイオード2Cの冷却について
は、冷却フィン20C と幅広導体14C との一体化において
実現しても良いし、個別に冷却フィンなどの冷却手段を
追加しても良い。
路の構造の側面図を示す。1CはＧＴＯ、2Cはスナバダイ
オード、3Cはスナバコンデンサ、10C はＧＴＯ1Cの陽極
に圧接された冷却フィン（導体でも良い）であり、出力
端子Ｏに接続される。11C はＧＴＯ1Cの陰極に圧接され
た冷却フィン（導体でも良い）であり、20C はクランプ
ダイオード19B の冷却フィン（導体でも良い）であり、
中間電位点Ｃと接続される。21C はフリーホイールダイ
オード18B の冷却フィン（導体でも良い）である。12C
、13C はスナバコンデンサ3Cの電極、14C は冷却フィ
ン20C とスナバダイオード2Cの陰極とを接続する幅広導
体、15C はスナバダイオード2Cの陽極とスナバコンデン
サ3Cの電極12C とを接続する幅広導体、16C はスナバコ
ンデンサ3Cの電極13C と冷却フィン21C を接続する幅広
導体である。なおスナバダイオード2Cの冷却について
は、冷却フィン20C と幅広導体14C との一体化において
実現しても良いし、個別に冷却フィンなどの冷却手段を
追加しても良い。
【００５９】図21においても図20と同様、全ての電極面
が平行の位置関係にあり、かつ直線の位置関係にもあ
る。また幅広導体の幅の規定も満足することが可能であ
る。図１に追加されたクランプダイオード19B 、フリー
ホイールダイオード18B については、クランプダイオー
ド19B とスナバダイオード2Cとの、あるいはフリーホイ
ールダイオード18B と幅広導体15C の斜線部分との電流
極性が逆方向であることを考慮すれば、相互結合関係に
ある。また幅広導体15C と16C は、部分的ではあるが極
力平行の位置関係を保つように配置されている。すなわ
ち、本実施例においても実施例１の設計概念を可能な限
り適用しているので、実施例１と同様にスナバ回路内イ
ンダクタンスの低減を実現できる。
が平行の位置関係にあり、かつ直線の位置関係にもあ
る。また幅広導体の幅の規定も満足することが可能であ
る。図１に追加されたクランプダイオード19B 、フリー
ホイールダイオード18B については、クランプダイオー
ド19B とスナバダイオード2Cとの、あるいはフリーホイ
ールダイオード18B と幅広導体15C の斜線部分との電流
極性が逆方向であることを考慮すれば、相互結合関係に
ある。また幅広導体15C と16C は、部分的ではあるが極
力平行の位置関係を保つように配置されている。すなわ
ち、本実施例においても実施例１の設計概念を可能な限
り適用しているので、実施例１と同様にスナバ回路内イ
ンダクタンスの低減を実現できる。
【００６０】なお、当然のことながら前述した他の実施
例を、ＧＴＯ1B、ＧＴＯ1Cのスナバ回路に適用し、スナ
バ回路内インダクタンスを低減することも可能である。
例えば図20のスナバコンデンサ3Bについて、図10に示し
たスナバコンデンサを適用しても良いことなどは言うま
でもない。
例を、ＧＴＯ1B、ＧＴＯ1Cのスナバ回路に適用し、スナ
バ回路内インダクタンスを低減することも可能である。
例えば図20のスナバコンデンサ3Bについて、図10に示し
たスナバコンデンサを適用しても良いことなどは言うま
でもない。
【００６１】実施例12．この発明の第12の実施例を図に
ついて説明する。図22は中間電位点Ｃを有する直流電源
17の正負母線Ｐ、Ｎ間に直列接続された自己消弧形半導
体素子1A、1B、1C、1D（一例としてＧＴＯ）と、それら
の各々に逆並列接続されたフリーホイールダイオード18
A 、18B 、18C 、18D と、ＧＴＯ1AとＧＴＯ1Bとの接続
点および中間電位点Ｃ間に接続されたクランプダイオー
ド19A と、ＧＴＯ1CとＧＴＯ1Dとの接続点および中間電
位点Ｃ間に接続されたクランプダイオード19B と、ＧＴ
Ｏ1BとＧＴＯ1Cとの接続点に設けられた出力端子Ｏとを
備え、ＧＴＯ1AからＧＴＯ1Dのスイッチング動作により
直流電源17の正負母線Ｐ、Ｎの電圧と中間電位点Ｃの電
圧の３つの電圧レベルを出力端子Ｏに出力できる電力変
換装置、即ち３レベルインバータ装置である。なおアノ
ードリアクトル、スナバ抵抗あるいはスナバエネルギー
回生回路など追加的な構成要素は、本発明に直接関係し
ないため省略している。
ついて説明する。図22は中間電位点Ｃを有する直流電源
17の正負母線Ｐ、Ｎ間に直列接続された自己消弧形半導
体素子1A、1B、1C、1D（一例としてＧＴＯ）と、それら
の各々に逆並列接続されたフリーホイールダイオード18
A 、18B 、18C 、18D と、ＧＴＯ1AとＧＴＯ1Bとの接続
点および中間電位点Ｃ間に接続されたクランプダイオー
ド19A と、ＧＴＯ1CとＧＴＯ1Dとの接続点および中間電
位点Ｃ間に接続されたクランプダイオード19B と、ＧＴ
Ｏ1BとＧＴＯ1Cとの接続点に設けられた出力端子Ｏとを
備え、ＧＴＯ1AからＧＴＯ1Dのスイッチング動作により
直流電源17の正負母線Ｐ、Ｎの電圧と中間電位点Ｃの電
圧の３つの電圧レベルを出力端子Ｏに出力できる電力変
換装置、即ち３レベルインバータ装置である。なおアノ
ードリアクトル、スナバ抵抗あるいはスナバエネルギー
回生回路など追加的な構成要素は、本発明に直接関係し
ないため省略している。
【００６２】この３レベルインバータ装置を構成する各
々のＧＴＯの電流遮断時にかかる急峻な電圧上昇率を抑
制するためのスナバ回路の接続について説明する。この
装置のスナバ回路としては、ＧＴＯ1Aに並列接続された
スナバコンデンサ3Aとスナバダイオード2Aからなるスナ
バ回路と、クランプダイオード19A の陽極とＧＴＯ１Ｂ
の陰極に接続されたスナバコンデンサ３Ｂとスナバダイ
オード２からなるスナバ回路と、ＧＴＯ1Cの陽極とクラ
ンプダイオード19B の陰極に接続されたスナバダイオー
ド2Cとスナバコンデンサ3Cからなるスナバ回路と、ＧＴ
Ｏ1Dに並列接続されたスナバダイオード2Dとスナバコン
デンサ3Dからなるスナバ回路が接続されている。例えば
ＧＴＯ1Aについては、図23(1) に示すように、電流(a)
をＧＴＯ1Aが遮断すると、電流(b) にバイパスされ、ス
ナバ回路にあるスナバコンデンサ3Aの充電動作により、
ＧＴＯ1Aにかかる電圧上昇率を抑制することができる。
ＧＴＯ1Dについても同様である。またＧＴＯ1Bについて
は、図23(2) に示すように、電流(a) をＧＴＯ1Bが遮断
すると、電流(b) にバイパスされ、スナバ回路にあるス
ナバコンデンサ3Bの充電動作により、ＧＴＯ1Bにかかる
電圧上昇率を抑制することができる。ＧＴＯ1Cについて
も同様である。
々のＧＴＯの電流遮断時にかかる急峻な電圧上昇率を抑
制するためのスナバ回路の接続について説明する。この
装置のスナバ回路としては、ＧＴＯ1Aに並列接続された
スナバコンデンサ3Aとスナバダイオード2Aからなるスナ
バ回路と、クランプダイオード19A の陽極とＧＴＯ１Ｂ
の陰極に接続されたスナバコンデンサ３Ｂとスナバダイ
オード２からなるスナバ回路と、ＧＴＯ1Cの陽極とクラ
ンプダイオード19B の陰極に接続されたスナバダイオー
ド2Cとスナバコンデンサ3Cからなるスナバ回路と、ＧＴ
Ｏ1Dに並列接続されたスナバダイオード2Dとスナバコン
デンサ3Dからなるスナバ回路が接続されている。例えば
ＧＴＯ1Aについては、図23(1) に示すように、電流(a)
をＧＴＯ1Aが遮断すると、電流(b) にバイパスされ、ス
ナバ回路にあるスナバコンデンサ3Aの充電動作により、
ＧＴＯ1Aにかかる電圧上昇率を抑制することができる。
ＧＴＯ1Dについても同様である。またＧＴＯ1Bについて
は、図23(2) に示すように、電流(a) をＧＴＯ1Bが遮断
すると、電流(b) にバイパスされ、スナバ回路にあるス
ナバコンデンサ3Bの充電動作により、ＧＴＯ1Bにかかる
電圧上昇率を抑制することができる。ＧＴＯ1Cについて
も同様である。
【００６３】図22に示すＧＴＯ1A、ＧＴＯ1Dに対するス
ナバ回路については、前述したスナバ回路構造の実施例
のいずれかをそのまま適用できる。しかしＧＴＯ1B、Ｇ
ＴＯ1Cに対するスナバ回路については、前述した実施例
をそのまま適用できないことは、図23(1) と図23(2) に
示す電流遮断動作の違いからも明かである。
ナバ回路については、前述したスナバ回路構造の実施例
のいずれかをそのまま適用できる。しかしＧＴＯ1B、Ｇ
ＴＯ1Cに対するスナバ回路については、前述した実施例
をそのまま適用できないことは、図23(1) と図23(2) に
示す電流遮断動作の違いからも明かである。
【００６４】ここでは特にＧＴＯ1B、ＧＴＯ1Cに対し
て、インダクタンス低減が実現できるスナバ回路の構造
について図を用いて説明する。まず図24にはＧＴＯ1Bに
対するスナバ回路の構造の側面図を示す。1BはＧＴＯ、
2Bはスナバダイオード、3Bはスナバコンデンサ、10B は
ＧＴＯ1Bの陽極に圧接された冷却フィン（導体でも良
い）、11B はＧＴＯ1Bの陰極に圧接された冷却フィン
（導体でも良い）であり、出力端子Ｏに接続される。20
B はクランプダイオード19A の冷却フィン（導体でも良
い）であり、中間電位点Ｃと接続される。12B 、13B は
スナバコンデンサ3Bの電極、14B は冷却フィン11B とス
ナバダイオード2Bの陰極とを接続する幅広導体、15B は
スナバダイオード2Bの陽極とスナバコンデンサ3Bの電極
12B とを接続する幅広導体、16B はスナバコンデンサ3B
の電極13B と冷却フィン20B を接続する幅広導体であ
る。なおスナバダイオード2Bの冷却については、冷却フ
ィン11B と幅広導体14B との一体化において実現しても
良いし、個別に冷却フィンなどの冷却手段を追加しても
良い。
て、インダクタンス低減が実現できるスナバ回路の構造
について図を用いて説明する。まず図24にはＧＴＯ1Bに
対するスナバ回路の構造の側面図を示す。1BはＧＴＯ、
2Bはスナバダイオード、3Bはスナバコンデンサ、10B は
ＧＴＯ1Bの陽極に圧接された冷却フィン（導体でも良
い）、11B はＧＴＯ1Bの陰極に圧接された冷却フィン
（導体でも良い）であり、出力端子Ｏに接続される。20
B はクランプダイオード19A の冷却フィン（導体でも良
い）であり、中間電位点Ｃと接続される。12B 、13B は
スナバコンデンサ3Bの電極、14B は冷却フィン11B とス
ナバダイオード2Bの陰極とを接続する幅広導体、15B は
スナバダイオード2Bの陽極とスナバコンデンサ3Bの電極
12B とを接続する幅広導体、16B はスナバコンデンサ3B
の電極13B と冷却フィン20B を接続する幅広導体であ
る。なおスナバダイオード2Bの冷却については、冷却フ
ィン11B と幅広導体14B との一体化において実現しても
良いし、個別に冷却フィンなどの冷却手段を追加しても
良い。
【００６５】図24では、全ての電極面が平行の位置関係
にあり、かつ直線の位置関係にもある。また幅広導体の
幅の規定も満足することが可能である。図１に追加され
たクランプダイオード19A については、クランプダイオ
ード19A と幅広導体15B の斜線部分との電流極性が逆方
向であることを考慮すれば、相互結合関係にある。また
幅広導体15B と16B は、部分的ではあるが極力平行の位
置関係を保つように配置されている。すなわち、本実施
例においても実施例１の設計概念を可能な限り適用して
いるので、実施例１と同様にスナバ回路内インダクタン
スの低減を実現できる。
にあり、かつ直線の位置関係にもある。また幅広導体の
幅の規定も満足することが可能である。図１に追加され
たクランプダイオード19A については、クランプダイオ
ード19A と幅広導体15B の斜線部分との電流極性が逆方
向であることを考慮すれば、相互結合関係にある。また
幅広導体15B と16B は、部分的ではあるが極力平行の位
置関係を保つように配置されている。すなわち、本実施
例においても実施例１の設計概念を可能な限り適用して
いるので、実施例１と同様にスナバ回路内インダクタン
スの低減を実現できる。
【００６６】次に、図25にはＧＴＯ1Cに対するスナバ回
路の構造の側面図を示す。1CはＧＴＯ、2Cはスナバダイ
オード、3Cはスナバコンデンサ、10C はＧＴＯ1Cの陽極
に圧接された冷却フィン（導体でも良い）であり、出力
端子Ｏに接続される。11C はＧＴＯ1Cの陰極に圧接され
た冷却フィン（導体でも良い）であり、20C はクランプ
ダイオード19B の冷却フィン（導体でも良い）であり、
中間電位点Ｃと接続される。12C 、13C はスナバコンデ
ンサ3Cの電極、14C は冷却フィン10C とスナバダイオー
ド2Cの陽極とを接続する幅広導体、15C はスナバダイオ
ード2Cの陰極とスナバコンデンサ3Cの電極12C とを接続
する幅広導体、16C はスナバコンデンサ3Cの電極13C と
冷却フィン20C を接続する幅広導体である。なおスナバ
ダイオード2Cの冷却については、冷却フィン10C と幅広
導体14C との一体化において実現しても良いし、個別に
冷却フィンなどの冷却手段を追加しても良い。
路の構造の側面図を示す。1CはＧＴＯ、2Cはスナバダイ
オード、3Cはスナバコンデンサ、10C はＧＴＯ1Cの陽極
に圧接された冷却フィン（導体でも良い）であり、出力
端子Ｏに接続される。11C はＧＴＯ1Cの陰極に圧接され
た冷却フィン（導体でも良い）であり、20C はクランプ
ダイオード19B の冷却フィン（導体でも良い）であり、
中間電位点Ｃと接続される。12C 、13C はスナバコンデ
ンサ3Cの電極、14C は冷却フィン10C とスナバダイオー
ド2Cの陽極とを接続する幅広導体、15C はスナバダイオ
ード2Cの陰極とスナバコンデンサ3Cの電極12C とを接続
する幅広導体、16C はスナバコンデンサ3Cの電極13C と
冷却フィン20C を接続する幅広導体である。なおスナバ
ダイオード2Cの冷却については、冷却フィン10C と幅広
導体14C との一体化において実現しても良いし、個別に
冷却フィンなどの冷却手段を追加しても良い。
【００６７】図25においても図24と同様、全ての電極面
が平行の位置関係にあり、かつ直線の位置関係にもあ
る。また幅広導体の幅の規定も満足することが可能であ
る。図１に追加されたクランプダイオード19B について
は、クランプダイオード19B と幅広導体15C の斜線部分
との電流極性が逆方向であることを考慮すれば、相互結
合関係にある。また幅広導体15C と16C は、部分的では
あるが極力平行の位置関係を保つように配置されてい
る。すなわち、本実施例においても実施例１の設計概念
を可能な限り適用しているので、実施例１と同様にスナ
バ回路内インダクタンスの低減を実現できる。
が平行の位置関係にあり、かつ直線の位置関係にもあ
る。また幅広導体の幅の規定も満足することが可能であ
る。図１に追加されたクランプダイオード19B について
は、クランプダイオード19B と幅広導体15C の斜線部分
との電流極性が逆方向であることを考慮すれば、相互結
合関係にある。また幅広導体15C と16C は、部分的では
あるが極力平行の位置関係を保つように配置されてい
る。すなわち、本実施例においても実施例１の設計概念
を可能な限り適用しているので、実施例１と同様にスナ
バ回路内インダクタンスの低減を実現できる。
【００６８】なお、当然のことながら前述した他の実施
例を、ＧＴＯ1B、ＧＴＯ1Cのスナバ回路に適用し、スナ
バ回路内インダクタンスを低減することも可能である。
例えば図25のスナバコンデンサ3Cについて、図10に示し
たスナバコンデンサを適用しても良いことなどは言うま
でもない。
例を、ＧＴＯ1B、ＧＴＯ1Cのスナバ回路に適用し、スナ
バ回路内インダクタンスを低減することも可能である。
例えば図25のスナバコンデンサ3Cについて、図10に示し
たスナバコンデンサを適用しても良いことなどは言うま
でもない。
【００６９】実施例13．この発明の第13の実施例を図に
ついて説明する。図26、図27は、実施例１の設計概念を
一部変形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回
路の構造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、
３はスナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接され
た冷却フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に
圧接された冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナ
バコンデンサ３の電極、14は冷却フィン11とスナバダイ
オード２の陽極とを接続する幅広導体、15はスナバダイ
オード２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続
する幅広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却
フィン11とを接続する幅広導体である。
ついて説明する。図26、図27は、実施例１の設計概念を
一部変形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回
路の構造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、
３はスナバコンデンサ、10はＧＴＯ１の陽極に圧接され
た冷却フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１の陰極に
圧接された冷却フィン（導体でも良い）、12、13はスナ
バコンデンサ３の電極、14は冷却フィン11とスナバダイ
オード２の陽極とを接続する幅広導体、15はスナバダイ
オード２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続
する幅広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却
フィン11とを接続する幅広導体である。
【００７０】図１と異なる点はスナバダイオード２の電
極間距離と、スナバコンデンサ３の電極12、13の電極間
距離との和より、かなりＧＴＯ１の電極間距離が大きい
点である。この様な場合に、スナバ回路内インダクタン
スを低減するためには、図26、図27に示すように、全て
の電極面が直線の位置関係にあるように配置し、幅広導
体の幅の規定を遵守し、幅広導体15と16、幅広導体14と
16を極力、相互結合関係を持たせるよう近接させて配置
することが有利である。
極間距離と、スナバコンデンサ３の電極12、13の電極間
距離との和より、かなりＧＴＯ１の電極間距離が大きい
点である。この様な場合に、スナバ回路内インダクタン
スを低減するためには、図26、図27に示すように、全て
の電極面が直線の位置関係にあるように配置し、幅広導
体の幅の規定を遵守し、幅広導体15と16、幅広導体14と
16を極力、相互結合関係を持たせるよう近接させて配置
することが有利である。
【００７１】実施例14．この発明の第14の実施例を図に
ついて説明する。図28は、実施例１の設計概念を一部変
形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回路の構
造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３はス
ナバコンデンサ、10はＧＴＯ１、スナバダイオード２に
圧接された冷却フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１
の陰極に圧接された冷却フィン（導体でも良い）、12、
13はスナバコンデンサ３の電極、15はスナバダイオード
２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続する幅
広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フィン
11とを接続する幅広導体である。
ついて説明する。図28は、実施例１の設計概念を一部変
形して実施した自己消弧形半導体素子のスナバ回路の構
造を示す。１はＧＴＯ、２はスナバダイオード、３はス
ナバコンデンサ、10はＧＴＯ１、スナバダイオード２に
圧接された冷却フィン（導体でも良い）、11はＧＴＯ１
の陰極に圧接された冷却フィン（導体でも良い）、12、
13はスナバコンデンサ３の電極、15はスナバダイオード
２の陰極とスナバコンデンサ３の電極12とを接続する幅
広導体、16はスナバコンデンサ３の電極13と冷却フィン
11とを接続する幅広導体である。
【００７２】図１と異なる点はＧＴＯ１とスナバダイオ
ード２を同じ圧接構造内に収めた点である。前述した実
施例に用いた図においては、ＧＴＯ１とスナバダイオー
ド２の電極面の直径についてはＧＴＯ１が大きく、同じ
圧接構造内に収めた場合に、均一な電極面同士の接触が
不可能である場合を仮定した。即ちＧＴＯ１とスナバダ
イオード２は異なる圧接構造に収められることを前提と
した。しかし図28のようにＧＴＯ１とスナバダイオード
２の電極面の直径が、同一圧接構造内に収めることを許
容できる条件にある場合に、スナバ回路内インダクタン
スを低減するためには、図28に示すように全ての電極面
が直線の位置関係にあるように配置し、幅広導体の幅の
規定を遵守し、幅広導体15と16を極力、相互結合関係を
持たせるよう近接させて配置することが有利である。
ード２を同じ圧接構造内に収めた点である。前述した実
施例に用いた図においては、ＧＴＯ１とスナバダイオー
ド２の電極面の直径についてはＧＴＯ１が大きく、同じ
圧接構造内に収めた場合に、均一な電極面同士の接触が
不可能である場合を仮定した。即ちＧＴＯ１とスナバダ
イオード２は異なる圧接構造に収められることを前提と
した。しかし図28のようにＧＴＯ１とスナバダイオード
２の電極面の直径が、同一圧接構造内に収めることを許
容できる条件にある場合に、スナバ回路内インダクタン
スを低減するためには、図28に示すように全ての電極面
が直線の位置関係にあるように配置し、幅広導体の幅の
規定を遵守し、幅広導体15と16を極力、相互結合関係を
持たせるよう近接させて配置することが有利である。
【００７３】実施例15．前述した実施例の説明に用いた
図において、自己消弧形半導体素子、ダイオード、冷却
フィンなどを圧接して、熱伝導を保証し、温度分布の均
一化を図るための圧接手段は実用上は必ず追加されなけ
ればならない。さらに絶縁距離あるいは縁面距離を保証
するための絶縁物の挿入などは自己消弧形半導体素子に
印加される電圧に依存するため省略しているが、これに
ついても実用上は適宜追加されなければならない。例え
ば図１において、特に幅広導体15と幅広導体16の間に挿
入される絶縁物については、誘電率の大きな誘電体を挿
入すれば、等価的にスナバコンデンサの静電容量が増加
され、自己消弧形半導体素子が電流遮断した場合にかか
る電圧上昇率を抑制でき、ひいては自己消弧形半導体素
子の損失を低減できる。
図において、自己消弧形半導体素子、ダイオード、冷却
フィンなどを圧接して、熱伝導を保証し、温度分布の均
一化を図るための圧接手段は実用上は必ず追加されなけ
ればならない。さらに絶縁距離あるいは縁面距離を保証
するための絶縁物の挿入などは自己消弧形半導体素子に
印加される電圧に依存するため省略しているが、これに
ついても実用上は適宜追加されなければならない。例え
ば図１において、特に幅広導体15と幅広導体16の間に挿
入される絶縁物については、誘電率の大きな誘電体を挿
入すれば、等価的にスナバコンデンサの静電容量が増加
され、自己消弧形半導体素子が電流遮断した場合にかか
る電圧上昇率を抑制でき、ひいては自己消弧形半導体素
子の損失を低減できる。
【００７４】
【発明の効果】請求項１から７の発明に係る電力変換装
置は、スナバ回路のインダクタンスを低減でき、従って
自己消弧形半導体素子の遮断時における損失を低減する
ことができる。
置は、スナバ回路のインダクタンスを低減でき、従って
自己消弧形半導体素子の遮断時における損失を低減する
ことができる。
【００７５】請求項８の発明に係る電力変換装置は、ス
ナバコンデンサの容量を等価的に増加させ、自己消弧形
半導体素子の遮断時における損失を低減することができ
る。
ナバコンデンサの容量を等価的に増加させ、自己消弧形
半導体素子の遮断時における損失を低減することができ
る。
【００７６】請求項９の発明に係る電力変換装置は、高
電圧または大電力の電力変換装置においてスナバ回路の
インダクタンスを低減し、自己消弧形半導体素子の遮断
時における損失を低減することができる。
電圧または大電力の電力変換装置においてスナバ回路の
インダクタンスを低減し、自己消弧形半導体素子の遮断
時における損失を低減することができる。
【００７７】請求項10の発明に係る電力変換装置は、３
レベルインバータにおいて、スナバ回路のインダクタン
スを低減し、自己消弧形半導体素子の遮断時における損
失を低減することができる。
レベルインバータにおいて、スナバ回路のインダクタン
スを低減し、自己消弧形半導体素子の遮断時における損
失を低減することができる。
【００７８】請求項11の発明に係る電力変換装置の製造
方法はスナバ回路のインダクタンスが小さく、自己消弧
形半導体素子の遮断時における損失の小さい電力変換装
置を提供できるとともに、組立作業が簡素化できる。
方法はスナバ回路のインダクタンスが小さく、自己消弧
形半導体素子の遮断時における損失の小さい電力変換装
置を提供できるとともに、組立作業が簡素化できる。
【図１】 この発明の第１の実施例によるスナバ回路構
造の側面図である。
造の側面図である。
【図２】 この発明の第１の実施例によるスナバ回路構
造の平面図である。
造の平面図である。
【図３】 スナバコンデンサ電極の中心を説明する図で
ある。
ある。
【図４】 スナバ回路の構造モデルを示す図である。
【図５】 スナバ回路内インダクタンス特性を示す図で
ある。
ある。
【図６】 この発明の第２の実施例によるスナバ回路構
造の側面図である。
造の側面図である。
【図７】 この発明の第２の実施例によるスナバ回路構
造の平面図である。
造の平面図である。
【図８】 この発明の第３の実施例によるスナバ回路構
造の側面図である。
造の側面図である。
【図９】 この発明の第４の実施例によるスナバ回路構
造の側面図である。
造の側面図である。
【図１０】 この発明の第５の実施例によるスナバ回路
構造の側面図である。
構造の側面図である。
【図１１】 この発明の第６の実施例によるスナバ回路
構造の側面図である。
構造の側面図である。
【図１２】 この発明の第７の実施例によるスナバ回路
構造の側面図である。
構造の側面図である。
【図１３】 この発明の第８の実施例によるスナバ回路
構造の平面図である。
構造の平面図である。
【図１４】 この発明の第９の実施例によるスナバ回路
構造の平面図である
構造の平面図である
【図１５】 直列接続された自己消弧形半導体素子に対
するスナバ回路の接続例を示す図である。
するスナバ回路の接続例を示す図である。
【図１６】 この発明の第10の実施例によるスナバ回路
構造の平面図である。
構造の平面図である。
【図１７】 この発明の第10の実施例によるスナバ回路
構造の側面図である。
構造の側面図である。
【図１８】 この発明の第11の実施例に記載の３レベル
インバータ装置の回路構成図である。
インバータ装置の回路構成図である。
【図１９】 この発明の第11の実施例に記載の３レベル
インバータ装置に適用するスナバ回路の動作を説明する
図である。
インバータ装置に適用するスナバ回路の動作を説明する
図である。
【図２０】 この発明の第11の実施例によるスナバ回路
構造の側面図である。
構造の側面図である。
【図２１】 この発明の第11の実施例によるスナバ回路
構造の側面図である。
構造の側面図である。
【図２２】 この発明の第12の実施例に記載の３レベル
インバータ装置の回路構成図である。
インバータ装置の回路構成図である。
【図２３】 この発明の第12の実施例に記載の３レベル
インバータ装置に適用するスナバ回路の動作を説明する
図である。
インバータ装置に適用するスナバ回路の動作を説明する
図である。
【図２４】 この発明の第12の実施例によるスナバ回路
構造の側面図である。
構造の側面図である。
【図２５】 この発明の第12の実施例によるスナバ回路
構造の側面図である。
構造の側面図である。
【図２６】 この発明の第13の実施例によるスナバ回路
構造の側面図である。
構造の側面図である。
【図２７】 この発明の第13の実施例によるスナバ回路
構造の側面図である。
構造の側面図である。
【図２８】 この発明の第14の実施例によるスナバ回路
構造の側面図である。
構造の側面図である。
【図２９】 従来のスナバ回路構造を示す図である。
【図３０】 自己消弧形半導体素子に適用するスナバ回
路の動作を説明する図である。
路の動作を説明する図である。
１ 自己消弧形半導体素子 ２ スナバダイ
オード ３ スナバコンデンサ 10，11 冷却フ
ィン 12，13 スナバコンデンサの電極 14，15，16 幅
広導体
オード ３ スナバコンデンサ 10，11 冷却フ
ィン 12，13 スナバコンデンサの電極 14，15，16 幅
広導体
Claims (11)
- 【請求項１】 自己消弧型半導体素子と、前記自己消弧
形半導体素子のバイパス回路に接続され、スナバダイオ
ードとスナバコンデンサの直列体からなるスナバ回路
と、前記自己消弧形半導体素子、スナバダイオードおよ
びスナバコンデンサの相互間を接続する複数の帯状の幅
広導体とを備え、 前記自己消弧形半導体素子の陽極面、陰極面、前記スナ
バダイオードの陽極面、陰極面および前記スナバコンデ
ンサの２つの電極面をすべて平行な位置関係に配置し、
前記幅広導体をすべて平行な位置関係に配置したことを
特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】 前記自己消弧形半導体素子の陽極面、陰
極面、前記スナバダイオードの陽極面、陰極面および前
記スナバコンデンサの２つの電極面のすべての中心を平
面図上で直線上となる様に配置したことを特徴とする請
求項１記載の電力変換装置。 - 【請求項３】 前記幅広導体の幅は、それが相互接続す
る少なくとも２つの電極面の幅のうち最も小さいものの
幅以上であることを特徴とする請求項１または２に記載
の電力変換装置。 - 【請求項４】 前記幅広導体のうち、平面図上で重なり
合う２つの幅広導体につき、幅のせまいものが幅の広い
ものに平面図で含まれていることを特徴とする請求項１
から３のうちいずれか１項に記載の電力変換装置。 - 【請求項５】 前記幅広導体のうち互に隣接して配置さ
れ、電流が逆方向に流れる幅広導体の対を近接させて配
置し、相互結合させたことを特徴とする請求項１から４
のうちいずれか１項に記載の電力変換装置。 - 【請求項６】 自己消弧型半導体素子と、前記自己消弧
形半導体素子のバイパス回路に接続され、スナバダイオ
ードとスナバコンデンサの直列体からなるスナバ回路
と、前記自己消弧形半導体素子、スナバダイオードおよ
びスナバコンデンサの相互間を接続する複数の帯状の幅
広導体とを備え、 前記幅広導体のうち互いに隣接して配置され、電流が逆
方向に流れる幅広導体の対に平行で近接した部分を設け
て相互結合させたことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項７】 自己消弧型半導体素子と、前記自己消弧
形半導体素子のバイパス回路に接続され、スナバダイオ
ードとスナバコンデンサの直列体からなるスナバ回路
と、前記自己消弧形半導体素子、スナバダイオードおよ
びスナバコンデンサの相互間を接続する複数の帯状の幅
広導体とを備え、 前記自己消弧型半導体素子、スナバダイオード、スナバ
コンデンサおよび幅広導体で構成される回路の側面図上
での面積を総断面積に比べて小さくしたことを特徴とす
る電力変換装置。 - 【請求項８】 前記スナバコンデンサの２つの電極に接
続される前記幅広導体を平行に近接させて対とし、前記
対をなす幅広導体の間に誘電体を挿入したことを特徴と
する請求項１から７のうちいずれか１項に記載の電力変
換装置。 - 【請求項９】 前記自己消弧型半導体素子を直列または
直並列に複数接続したことを特徴とする請求項１から８
のうちいずれか１項に記載の電力変換装置。 - 【請求項１０】 ３レベルインバータにおいて、請求項
１から９のうちいずれか１項に記載の電力変換装置を用
いたことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項１１】 自己消弧型半導体素子と、前記自己消
弧形半導体素子のバイパス回路に接続され、スナバダイ
オードとスナバコンデンサの直列体からなるスナバ回路
と、前記自己消弧形半導体素子、スナバダイオードおよ
びスナバコンデンサの相互間を接続する複数の帯状の幅
広導体とを備え、 前記自己消弧形半導体、スナバダイオードおよびスナバ
コンデンサのすべての電極面を平行に配置し、前記自己
消弧形半導体、スナバダイオードおよびスナバコンデン
サの相互間を、平行に配置した前記幅広導体で接続する
ことを特徴とする電力変換装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26255394A JP3213671B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 電力変換装置 |
| CN95104866A CN1047483C (zh) | 1994-10-26 | 1995-05-15 | 电力变流器及其制造方法 |
| DE1995141111 DE19541111B4 (de) | 1994-10-26 | 1995-10-24 | Leistungswandler |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26255394A JP3213671B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 電力変換装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001135936A Division JP3391348B2 (ja) | 2001-05-07 | 2001-05-07 | 電力変換装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08126302A true JPH08126302A (ja) | 1996-05-17 |
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Family
ID=17377410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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| JP2000324800A (ja) * | 1999-05-12 | 2000-11-24 | Fuji Electric Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP2003052178A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Hitachi Ltd | ３レベルインバータ装置 |
| KR100457030B1 (ko) * | 1995-09-08 | 2005-02-07 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 배선기판및그것을사용한전력변환장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19717550A1 (de) * | 1997-04-25 | 1998-10-29 | Abb Daimler Benz Transp | Flaches Stromschienenpaket für ein Stromrichtergerät |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH661151A5 (de) * | 1980-06-03 | 1987-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | Halbleiterelementstapel. |
| DE3577787D1 (de) * | 1984-11-28 | 1990-06-21 | Bbc Brown Boveri & Cie | Induktionsarme anoden-kathodenbeschaltung eines abschaltbaren leistungsthyristors. |
| DE4023687C2 (de) * | 1990-07-26 | 2000-09-07 | Abb Schweiz Ag | Stromrichteranordnung |
| DE4111401A1 (de) * | 1991-04-09 | 1992-10-15 | Abb Patent Gmbh | Kondensationsanordnung |
| JPH09229078A (ja) * | 1996-02-26 | 1997-09-02 | Nippon Seiko Kk | 転がり軸受のクリープ防止構造 |
-
1994
- 1994-10-26 JP JP26255394A patent/JP3213671B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-05-15 CN CN95104866A patent/CN1047483C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-24 DE DE1995141111 patent/DE19541111B4/de not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100457030B1 (ko) * | 1995-09-08 | 2005-02-07 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 배선기판및그것을사용한전력변환장치 |
| JPH10285907A (ja) * | 1997-04-10 | 1998-10-23 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3213671B2 (ja) | 2001-10-02 |
| CN1047483C (zh) | 1999-12-15 |
| DE19541111B4 (de) | 2004-07-22 |
| CN1122068A (zh) | 1996-05-08 |
| DE19541111A1 (de) | 1996-05-02 |
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