JPH09172135A - パワー半導体モジュール装置 - Google Patents

パワー半導体モジュール装置

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JPH09172135A
JPH09172135A JP8306296A JP30629696A JPH09172135A JP H09172135 A JPH09172135 A JP H09172135A JP 8306296 A JP8306296 A JP 8306296A JP 30629696 A JP30629696 A JP 30629696A JP H09172135 A JPH09172135 A JP H09172135A
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power semiconductor
semiconductor module
connection
power
module
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JP8306296A
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Reinhold Dr Bayerer
バイエラー ラインホルト
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ABB Asea Brown Boveri Ltd
ABB AB
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ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
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Publication date
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    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
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Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動側の保管および取付けに対するコストの減
少を可能にするパワー半導体モジュール装置を製作する
こと。 【解決手段】パワー半導体モジュール装置は、複数の形
式のパワー半導体モジュール(310) を有し、各々は１つ
以上の制御可能なパワー半導体(36,37) を有し、外部に
通じるパワー接続(313-317) と制御接続と共にモジュー
ルハウジング(311) に収容される。各モジュール(310)
のための駆動ユニット(325) は分離したハウジング(33
4) に収容され、関連した半導体モジュールに取外し可
能に接続される。これにより適切な制御信号出力におい
て駆動ユニット(325) から通過した駆動信号はモジュー
ルの対応する制御接続に通じ、モジュール(310) の制御
接続は、各々第１の固定位置の三次元構成に配置され、
駆動ユニット(325) の制御信号出力は、各々第１の構成
上に重ねられた第２の固定位置の三次元構成に配置され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】本発明はパワーエレクトロニクス
の分野に関する。特に、本発明はパワー半導体モジュー
ル装置に関し、該装置は複数の形式のパワー半導体を有
し、その各々は１つ以上の制御可能なパワー半導体を含
み、外部に通じるパワー接続及び制御接続を有するモジ
ュールハウジング内に収納され、同様に適当な制御信号
出力径路にある駆動ユニットから通じる駆動信号がパワ
ー半導体モジュールの対応する制御接続へ通じ、パワー
半導体モジュールの制御接続は第１の固定位置の三次元
形状に配置されており、且つ駆動ユニットの制御信号出
力は第１の形状に重ねられた第２の固定位置の三次元形
状に配置されているようにして、各々のパワー半導体モ
ジュールのための駆動ユニットは分離したハウジングな
いに収納され、関連するパワー半導体モジュールに取外
し可能に接続されている。
【０００２】
【従来の技術】電車（電気機関車等）に用いるためのハ
イパワーＩＧＢＴモジュールは、モジュールハウジング
に収容され、駆動するための分離したゲート駆動モジュ
ールに接続あるいは取付けられており、且つT. Stockme
ier et al. "Reliable 1200 Amp 2500 V IGBT Modules
for Traction Applications", IEE IGBT Propulsion Dr
ive Colloquim, London, April 25, 1995 による記事に
おいて既に提案されている。パワー半導体上の制御接続
の、および駆動ユニット上の制御信号出力の、互いにマ
ッチされる形状は、そのハウジングと共に駆動ユニット
に対して、簡単な方法でパワー半導体モジュールのモジ
ュールハウジング上に置かれるか、或いはそのモジュー
ルハウジングにしっかりと固定（ねじ止め）されること
を可能にする。そして駆動ユニットとパワー半導体モジ
ュール間の必要な電気的な接続は簡単なねじ接続によっ
て行われる。
【０００３】この記事は、単一のパワー半導体（この半
導体は実際には複数の比較的小さな並列接続されたＩＧ
ＢＴｓを含み、更に、逆並列接続されたダイオードに接
続されている）について述べられている１２００Ａ／２
５００Ｖのモジュールに加えて、２つの独立して駆動可
能なパワー半導体、或いは６つのパワー半導体を有する
完全な３相ブリッジモジュールを有するハーフブリッジ
(half-bridge) のモジュールも与えられている。この場
合、全てのモジュールは、同じ“フットプリント(footp
rint) ”を有するようにされており、即ちそれらは大き
さおよび取付けオプションによって交換可能であるよう
にされている。既知のモジュールおよび関連した駆動ユ
ニットの物理的形状は、一般に図１および図２にのもの
と比較できる。
【０００４】異なる内部設計（個々のスイッチ、ハーフ
ブリッジ、フルブリッジ等）を有するいろいろなモジュ
ールに対して、標準的な物理的形状を用いることは、従
来技術において、ブリッジ等の設計による標準化へ導
き、この標準化は取付けコストを減少し、保管（接続パ
ーツ、取付けらえる冷房装置の）を単純にしている。し
かし、各モジュールは内部設計に依存する異なる形式の
駆動を必要とするので、問題は駆動側にある。例えば、
単一の半導体を有するモジュールの場合には、１つのゲ
ートのみが駆動される必要があり、一方、ハーフブリッ
ジを有するモジュールの場合には、２つのゲートが駆動
される必要がある。更に、単一の半導体を有するモジュ
ールは、それらがハーフブリッジの上半分と下半分を形
成するようにされているか否かに依存して、２つの異な
る形状に存在してもよい。
【０００５】
【本発明の概要】本発明の目的は、駆動側で保管および
取付けに対するコストの減少を達成することが可能なパ
ワー半導体モジュール装置を製作することである。前述
の形式のパワー半導体モジュール装置の場合に、その目
的は第１および第２の形状が全てのパワー半導体モジュ
ールおよび駆動ユニットに対して同じであること、且つ
いろいろなパワー半導体モジュールおよび駆動ユニット
が制御接続および制御信号出力の異なる配線によって区
別されることで達成される。駆動側での接続形状の標準
化の結果、標準的な接続技術の利点を損なうことなく、
パワー半導体モジュールおよび駆動ユニットの異なる内
部設計によるパワー半導体ブリッジのいろいろなパーツ
を実現することが可能である。標準的な接続形状は、い
ろいろなパワー半導体モジュールが標準的な物理的形状
にあるか否かに関係なくかなりの単純さを本質的に提供
する。
【０００６】本発明による装置の第１の好適な実施の形
態は、モジュールハウジングおよび駆動ユニットのハウ
ジングが、それぞれの場合、全てのパワー半導体モジュ
ールおよび駆動ユニットに対して同じであること、パワ
ー半導体モジュールのパワー接続が、各々の場合、第３
の固定位置の三次元形状に配置されること、この第３の
形状が全てのパワー半導体モジュールに対して同じであ
ること、且ついろいろなパワー半導体モジュールはパワ
ー接続の異なる配線によって区別されることにおいて区
別される。更に、単純さは、駆動側をこえて、モジュー
ルおよび駆動ユニットの標準化から生じる。この装置
は、特に以下の場合応用に適している：第２の好適な実
施の形態にしたがって、この装置が特にブリッジ回路を
形成するために適しているパワー半導体モジュールの少
なくとも３つの形式、即ち、第１の形式は、２つのパワ
ー半導体から形成されるハーフブリッジを有するパワー
半導体モジュールであり、第２の形式は、ハーフブリッ
ジの１つのブリッジアームのために用いることができる
単一のパワー半導体を有するパワー半導体モジュールで
あり、そして第３の形式は、ハーフプリッジの他のブリ
ッジアームのために用いることができる単一のパワー半
導体を有するパワー半導体モジュールである、を有する
場合；第１及び／又は第２の形状における駆動ユニット
の制御接続と制御信号出力が対称軸の回りに回転対称的
に配置される場合；パワー半導体モジュールの第２およ
び第３の形式において、各々の場合に配線された唯一の
制御接続は、第２の形式の場合に、対称軸の回りに対称
の選ばれた角度を介して回転によって、第３の形式にお
いて配線された制御接続に移るものである場合；および
第１の三次元配置における第２の形式の場合に、それぞ
れのパワー半導体モジュールに接続され、第２の三次元
配置における第３の形式の場合に、それぞれのパワー半
導体モジュールに接続される、同じ駆動ユニットがパワ
ー半導体モジュールの両方の形式のために用いられるこ
とができる場合、そして２つの配置は、対称軸のまわり
に選ばれた対称角だけの回転によって区別される。この
結果、２つの異なるモジュール形式を駆動するために、
駆動ユニットが、各々の場合、異なる三次元配列におい
てモジュールのみに接続される、同じ駆動ユニットを用
いることができる。
【０００７】更に、実施の形態は従属クレームに示され
る。
【０００８】
【実施の形態】図１は、本発明によるパワー半導体モジ
ュールの接続の物理的形状および配置の好適な、典型的
な実施の形態の斜視図を示す。パワー半導体モジュール
１０は電気的に絶縁するプラスチックから作られた平ら
なケーシング状のモジュールハウジング１１に収容され
ている。内部設計の例として、最初に述べられた記事を
参照されたい。モジュールハウジング１１は周辺に分布
して配置された取付け孔１２ａ−ｇによって適切な基体
上に取付けられることができる。内部のパワー半導体と
外部回路との電気的接続のために全ての接続がモジュー
ルの頂部に設けられる。これらの接続は複数のパワー接
続１３−１７を有し、その各々はハウジング１１から上
方へでて、ハウジング表面に平行に曲げられた３つの相
互接続された接続タブを有している。各々の場合にロッ
クナットが接続タブの下に組み込まれており、そのロッ
クナットに接続ねじがタブに設けられた円い孔を通し
て、めじ止めされる。
【０００９】内部のハーフブリッジを有するモジュール
の場合、パワー接続１３はハーフブリッジ（図３のパワ
ー接続３１３を参照）のフェーズ出力（センタータッ
プ）に接続される。もし、パワー半導体モジュール１０
が単一の半導体のみに内部的に適合されるなら、パワー
接続１３は配線されないし、機能しないない（それぞれ
図４と図５のパワー接続４１３と５１３を参照）。パワ
ー接続１４と１５と同様１６と１７は、それぞれの場
合、互いに接続され、各々はモジュールの異なる面上で
６つの接続を形成する。モジュールの内部設計に依存し
て、パワー半導体の正あるいは負の電極、即ちＩＧＢＴ
ｓの場合コレクタあるいはエミッタは各６つの接続に接
続される。本発明のコンテクストにおいて好ましい接続
のレイアウトは図３−図５を参照して後でより詳細に説
明される。
【００１０】第１の所定の構成において、制御接続１９
−２４は一方のパワー接続１３と他方のパワー接続１
４，１５間にモジュール１０の中央領域に相互に絶縁さ
れて配置され、ねじ込みできる接続ねじ（例えば、図２
における２６−３１）によって対応するナットに接触さ
れる。制御接続１９−２４はねじの付けられたポスト１
８ａ−ｄによって、規定された矩形内に位置される（図
１参照）。図２によると、分離したハウジング３４に収
容されたコンパクトな駆動ユニットはねじの付けられた
ポスト１８ａ−ｄによってパワー半導体モジュール１０
にねじ止めされる。対応する取付けねじ３３ａ−ｄは図
２（ａ）の平面図に示されている。制御信号出力は、モ
ジュールに面して駆動ユニット２５の下に設けられてお
り（図では見ることができない）、上述から判るよう
に、パワー半導体モジュール１０の頂部に制御接続１９
−２４として同じ構成に配置されている。原則として、
１つの制御信号出力は制御接続１９−２４の各々に割り
当てられ、駆動ユニット２５がモジュール１０に適合さ
れると関連した制御接続上で止まり、かつ駆動ユニット
２５を介して制御接続にねじ止めされる接続ねじ２６
（制御接続１９に対して）−３１（制御接続２４に対し
て）によって制御接続に電気的に接続される。駆動ユニ
ッ２５のエレクトロニクス用のＤＣ電源接続３５（図２
（ｃ））と同様、複数の（光ファイバー）制御信号接続
は駆動ユニット２５の側に配置される。論理制御命令
は、制御信号接続３２を介して光ファイバーから駆動ユ
ニット２５へ送られ、モジュールに適合されたパワー半
導体のために制御信号（ゲート信号）を生成するために
そこで処理される。
【００１１】６つの制御接続１９−２４（図１参照）お
よび関連する接続ねじ２６−３１（図２(a))の全ては対
称軸（図２(a) の４０）のまわりに回転対称的なように
位置される。対称の角度は、この場合１８０°である。
制御接続１９−２４の形状あるいは接続ねじ２６−３１
の形状がこの対称軸４０のまわりに１８０°回転される
た場合、制御接続１９は制御接続２２の位置に、制御接
続２０は制御接続２３の位置に、および制御接続２１は
制御接続２４の位置に、正確にくる。逆もまた同様であ
る。同様に、同じことが接続ねじ２６−３１に、また駆
動ユニット２５の下で制御信号出力（図示されず）にも
適用する。従って、モジュール２５上の駆動ユニットが
対称軸４０のまわりを１８０°回転されると、制御信号
出力と制御接続間の割り当ては周期的に交換されるとい
う違いをもって、制御信号出力は順番に制御接続１９−
２４上に停止する。この周期的な交換は、もしそれが単
一の半導体（図４および図５）を有するいろいろなモジ
ュールに対して同じ駆動ユニットを使用ために意図され
ているかならば、大きな役割をはたす。
【００１２】図３は、ハーフブリッジ配列において２つ
のパワー半導体を有する本発明によるモジュールの好適
な実施の形態のための接続配置を示す。モジュールハウ
ジング３１１とパワー接続３１３−３１７を備えるパワ
ー半導体モジュール３１０は図１および図２におけるモ
ジュール１０と同じ物理的形状および接続構成を有して
いる。図１におけるモジュール１０の制御接続１９−２
４に相当する制御接続が、ハウジング３３４および制御
信号接続３３２を備える、そこに配置された駆動ユニッ
ト３２５によってカバーされている。２つのＩＧＢＴｓ
（Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイ
ポーラトランジスタ）３６と３７は、モジュール３１０
内部のパワー半導体として与えられ、回路図の形状でそ
れらの接続によって示されている。ＩＧＢＴｓ３６と３
７は、それぞれゲート３６ｇと３７ｇ、コレクター３６
ｃと３７ｃ、およびエミッター３６ｅと３７ｅを有して
いる。制御接続はそれら自身カバーされているので、図
３におけるＩＧＢＴｓ３６と３７は制御接続（図１の１
９−２４）にねじ止めされる関連する接続ねじ３２６−
３３１に象徴的に接続され、駆動ユニットへの接続を行
う。この場合、接続ねじ３２６は図１の制御接続１９
に、接続ねじ３２７は制御接続２０に、等に相当する。
【００１３】ＩＧＢＴｓ３６と３７は、ハーフブリッジ
を形成するために、パワー半導体モジュール３１０内で
互いに接続される。第１の（上部の）ＩＧＢＴのエミッ
ター３６ｅは、この目的のために第２の（下部の）ＩＧ
ＢＴののコネクター３７ｃに接続される。第１のエミッ
ター３６ｅと第２のコレクター３７ｃ間の接続はハーフ
ブリッジの位相出力を形成するパワー接続３１３に接続
される。この接続は、同時に接続ねじ３２８が割り当て
られている（図１の２１）その制御接続に接続される。
この制御接続は第１のＩＧＢＴ３６に関して補助のエミ
ッターを形成し、同時に第２のＩＧＢＴ３６に関して補
助のコレクターを形成する。第１のＩＧＢＴ３６のコレ
クター３６ｃはハーフブリッジ３６、３７の“＋”接続
を形成するパワー接続３１６、３１７に接続される。第
２のＩＧＢＴ３７のエミッター３７ｅはハーフブリッジ
の“−”接続を形成するパワー接続３１４、３１５に接
続される。第１のＩＧＢＴ３６のコレクター３６ｃは、
更に接続ねじ３２６が割り当てられている（図１の１
９）制御接続に接続される。この制御接続は第１のＩＧ
ＢＴ３６に関して補助のコレクターを形成する。第２の
ＩＧＢＴ３７のエミッター３７ｅは、更に接続ねじ３３
１が割り当てられている（図１の２４）その制御接続に
対応するように接続される。この制御接続は第２のＩＧ
ＢＴ３７に関して補助のエミッターを形成する。最後に
２つのＩＧＢＴｓのゲート３６ｇ，３７ｇの各々は、接
続ねじ３２７或いは３３０がそれぞれ割り当てられてい
る（図１の２０或いは２３）制御接続に接続される。
【００１４】ゲート接続が補助の接続間に含まれる場
合、図３におけるパワー半導体モジュール３１０のハー
フブリッジは、３つの主接続３１６，３１７及び／又は
３１３及び又は３１４，３１５、及び５つの補助接続
（接続ねじ３２６、３２７、３２８、３３０および３３
１）。これらの補助接続は接続ねじを介して駆動ユニッ
ト３２５に接続される。２つの補助接続、即ち第１のＩ
ＧＢＴ３６の補助エミッターと第２のＩＧＢＴ３７の補
助コレクターが１つの接続ねじ３２８によって一緒に接
続されているので、接続ねじ３２９（図１の２２）に割
り当てられているその接続は配線されていない。パワー
半導体モジュールと駆動ユニットの同じ物理的形状を用
いて、他のモジュールの形式も簡単な方法で具現される
得る。特に、これらは図４および図５に示され、単一の
半導体を有し、且つモジュールの外部配線によってハー
フブリッジを形成するために、互いに接続されるパワー
半導体４１０と５１０を有する。図４におけるモジュー
ルは、この場合所謂プラスモジュール、即ち図３による
ハーフブリッジの上半分を表すモジュールを形成する。
図５におけるモジュールは対応してマイナスモジュール
であり、図３によるハーフブリッジの下半分を具現する
ために用いられる。
【００１５】図４におけるプラスモジュール（パワー半
導体モジュール４１０）は、その物理的形状が図３のモ
ジュールハウジング３１１と同一であるモジュールハウ
ジング４１１における単一のＩＧＢＴ３８を有してお
り、そしてＩＧＢＴ３８のコレクター３８ｃは図３の第
１のＩＧＢＴ３６と同じ方法でパワー接続４１６、４１
７に接続されている。エミッター３８ｅは図３のパワー
接続３１４、３１５に相当するパワー接続４１４、４１
５に接続される。パワー接続４１３は配線されておら
ず、従って省略される。ハウジング４３４と制御信号接
続４３２を備える駆動ユニット４２５は図３における駆
動ユニット３２５と同じ物理的形状を有する。原則とし
て、６つの補助接続も駆動ユニット４２５の場合、接続
ねじ４２６−４３１によって接続され、その補助接続は
図１における制御接続１９−２４および図３における接
続ねじ３２６−３３１と同じ三次元形状をとる。しか
し、単一の半導体だけが、この場合駆動されねばならな
いので、接続ねじ４２９、４３０及び４３１（点線によ
って示されている）に相当する、モジュール４１０にお
けるこれらの制御接続は、配線されていないし、駆動ユ
ニット４２５において考慮されていない、即ち単一の半
導体のための駆動ユニット４１０はハーフブリッジのた
めの駆動ユニット３１０と同じ物理的形状で作られてい
るが、下側のアームの要素は適合されていない。従っ
て、図３に相当する接続は、補助のコレクターとしてＩ
ＧＢＴ３８のコレクター３８ｃから接続ねじ４２６の補
助のコレクターへ行われ、且つ接続は、ゲート接続とし
てゲート３８ｇから接続ねじ４２７の制御接続へ行われ
る。
【００１６】類似の状態が図５に示されているマイナス
モジュールに対して生じる。再び、パワー半導体モジュ
ール５１０のＩＧＢＴ３９は、ここでは単一の半導体と
して用いられ、そのモジュールハウジングとパワー接続
を備えたパワー半導体モジュール５１０は、図３および
図４におけるモジュールを備えた物理的形状に関して同
じである。ＩＧＢＴ３９のコレクター３９ｃはパワー接
続５１４、５１５に接続され、そのエミッター３９ｅは
パワー接続５１６、５１７に接続される。図１に示され
るように、パワー接続５１４、５１５および５１６、５
１７はモジュールの異なるレベルにあり、同じレベル上
にある図５によるモジュールのコレクター３９ｃは、完
全なハーフブリッジを形成するために、図４によるモジ
ュールのエミッター３８ｅへこの接続構成によって非常
に容易に接続される。再び、パワー接続５１３はここで
は配線されておらす、従って省略される。駆動側で、Ｉ
ＧＢＴ３９は図３における第２のＩＧＢＴ３７と同様な
方法で接続される：エミッター３９ｅは、補助のエミッ
ターとして接続ねじ５３１のための制御接続に接続さ
れ、ゲート３９ｇの制御接続は接続ねじ５３０に接続さ
れる。この場合、図３との相違として、コレクター３９
ｃは、補助のコレクターを形成するために、接続ねじ５
２９のための制御接続に接続される。
【００１７】従って、２つの単一半導体モジュール４１
０と５１０の場合、特別の特徴は、制御接続および接続
ねじ４２６−４３１および５２６−５３１のそれぞれの
回転対称的な配置のために、駆動ユニットが、異なる三
次元配置において、両方のモジュール形式に対して用い
られることである。図４（プラスモジュール）における
パワー半導体モジュールの場合、駆動ユニット４２５
は、正しく位置づけられ、駆動ユニットにおいて内部的
に配線された制御信号出力が接続ねじ４２６、４２７及
び４２８によって、ＩＧＢＴ３８の補助のコレクター
（３８ｃ）、ゲート３８ｇおよび補助のエミッター（３
８ｅ）に接続されるようにモジュールにねじ止めされ
る。この場合制御信号接続４３２は底部に位置する。図
５におけるパワー半導体モジュールの場合（マイナスモ
ジュール）、駆動ユニット４２５は１８０°回転された
モジュールにねじ止めされるので、駆動ユニットにおい
て内部的に配線された同じ制御信号出力は、同様な方法
で接続ねじ５２９、４３０、および４３０によって、Ｉ
ＧＢＴ３８の補助のコレクター（３９ｃ）、ゲート３９
ｇ、および補助のエミッター（３９ｅ）に接続される。
この場合、制御信号接続４３２は頂部に停止する。この
方法で、半導体ブリッジの形成に対して関連した駆動ユ
ニットを備えたパワー半導体モジュールの装置は本発明
のコンテクスト内に示されており、半導体ブリッジは均
一の、標準化された物理的形状によって区別され、互い
に容易に結合され、且つ少数のいろいろな駆動ユニット
で処理する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパワー半導体モジュールの物理的
形状および接続配置についての好適な実施の形態を示
す。
【図２】ねじ止めされた駆動ユニットを備えた図１によ
るモジュールのいろいろな側面図を示す。
【図３】２つの個々の半導体を備えたハーフブリッジお
よび駆動側およびパワー側の接続配置の好適な実施の形
態を示す。
【図４】ハーフブリッジの一方に対する個々の半導体お
よび駆動側およびパワー側の関連した接続配置を有する
モジュールの好適な実施の形態を示す。
【図５】ハーフブリッジの他方に対する個々の半導体お
よび駆動側およびパワー側の関連した接続配置を有する
モジュールの好適な実施の形態を示す。
【符号の説明】
１０、３１０、４１０、５１０ パワー半導体モジュー
ル １１、３１１、４１１、５１１ モジュールハウジング １２ａ−１２ｇ 取付け孔 １３−１７ パワー接続 １８ａ−１８ｄ ねじの付けられたポス
ト １９−２４ 制御接続 ２５、３２５、４２５ 駆動ユニット ２６−３１ 接続ねじ ３２、３３２、４３２ 制御信号接続 ３３ａ−３３ｄ 取付けねじ ３４、３３４、４３４ ハウジング（駆動ユニ
ット） ３５ 電源接続 ３６、３７ ＩＧＢＴ（ハーフブリ
ッジ） ３６ｃ、３７ｃ コレクター ３６ｅ、３７ｅ エミッター ３６ｇ、３７ｇ ゲート ３８、３９ ＩＧＢＴ（単一） ３８ｃ、３９ｃ コレクター ３８ｅ、３９ｅ エミッター ３８ｇ、３９ｇ ゲート ４０ 回転軸 ３１３−３１７ パワー接続 ３２６−３３１ 接続ねじ ４１３−４１７ パワー接続 ４２６−４３１ 接続ねじ ５１３−５１７ パワー接続 ５２６−５３１ 接続ねじ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の形式のパワー半導体モジュール
    （１０，３１０，４１０，５１０）、その各々は１つ以
    上の制御可能なパワー半導体（３６，３７，３８，３
    ９）を有し、且つ外部に通じるパワー接続（１３−１
    ７，３１３−３１７，４１３−４１７，５１３−５１
    ７）と制御接続（１９−２４）を備えたモジュールハウ
    ジング（１１，３１１，４１１，５１１）に収容されて
    おり、同様に、前記パワー半導体モジュール（１０，３
    １０，４１０，５１０）の各々に対する駆動ユニット
    （２５，３２５，４２５）を備え、前記駆動ユニット
    （２５，３２５，４２５）は分離したハウジング（３
    ４，３３４，４３４）内に収容され、且つ関連したパワ
    ー半導体モジュールに取外し可能に接続され、それによ
    り制御信号出力に駆動ユニット（２５，３２５，４２
    ５）から通過される駆動信号が、前記パワー半導体モジ
    ュールの対応する制御接続（１９−２４）へ通じ、前記
    パワー半導体モジュール（１０，３１０，４１０，５１
    ０）の制御接続（１９−２４）は、各々第１の固定位置
    に三次元形状に配置され、且つ前記駆動ユニット（２
    ５，３２５，４２５）の制御信号出力は、各々前記第１
    の構成上に重ねられた第２の固定位置に三次元形状に配
    置されているパワー半導体モジュール装置において、 前記第１と第２の形状は、全てのパワー半導体モジュー
    ル（１０，３１０，４１０，５１０）と駆動ユニット
    （２５，３２５，４２５）に対して同じであり、且つパ
    ワー半導体モジュール（１０，３１０，４１０，５１
    ０）と駆動ユニット（２５，３２５，４２５）は、制御
    接続（１９−２４）および制御信号出力の異なる配線に
    より区別されることを特徴とするパワー半導体モジュー
    ル装置。
  2. 【請求項２】前記モジュールハウジング（１１，３１
    １，４１１，５１１）および前記駆動ユニット（２５，
    ３２５，４２５）のハウジング（３４，３３４，４３
    ４）は、各々の場合、全ての前記パワー半導体モジュー
    ル（１０，３１０，４１０，５１０）および駆動ユニッ
    ト（２５，３２５，４２５）に対して同じであるあこと
    を特徴とする請求項１に記載のパワー半導体モジュール
    装置。
  3. 【請求項３】前記パワー半導体モジュール（１０，３１
    ０，４１０，５１０）の前記パワー接続（１３−１７，
    ３１３−３１７，４１３−４１７，５１３−５１７）
    は、各々の場合、第３の固定位置の三次元形状に配置さ
    れており、且つ該三次元形状は全てのパワー半導体モジ
    ュール（１０，３１０，４１０，５１０）に対して同じ
    であり、且ついろいろなパワー半導体モジュール（１
    ０，３１０，４１０，５１０）は前記パワー接続（１３
    −１７，３１３−３１７，４１３−４１７，５１３−５
    １７）の異なる配線により区別されることを特徴とする
    請求項２に記載のパワー半導体モジュール装置。
  4. 【請求項４】前記パワー半導体モジュール装置は、ブリ
    ッジ回路を形成するのに特に適した少なくとも３つの形
    式のパワー半導体モジュールを有し、第１の形式は２つ
    のパワー半導体（３６，３７）から形成されるハーフブ
    リッジを有するパワー半導体モジュール（３１０）であ
    り、第２の形式はハーフブリッジの一方のブリッジアー
    ムのために用いられる単一のパワー半導体（３８）を有
    するパワー半導体モジュール（４１０）であり、そして
    第３の形式はハーフブリッジの他方のブリッジアームの
    ために用いられる単一のパワー半導体（３９）を有する
    パワー半導体モジュール（５１０）であることを特徴と
    する請求項１乃至３のいずれか１つに記載のパワー半導
    体モジュール装置。
  5. 【請求項５】前記第１及び／又は第２の構成における前
    記駆動ユニット（２５，３２５，４２５）の制御接続
    （１９−２４）と制御信号出力は、回転軸（４０）のま
    わりに回転対称的に配置され、第２および第３の形式の
    パワー半導体モジュール（それぞれ、４１０と５１０）
    の場合、第２の形式（４１０）の場合に配線されている
    制御接続が、回転軸（４０）のまわりに選択された対称
    角だけの回転によって、第３の形式（５１０）の場合に
    配線されている制御接続に移り、且つ同じ駆動ユニット
    （４２５）が両方の形式のパワー半導体モジュール（４
    １０、５１０）に対して用いることができ、該駆動ユニ
    ット（４２５）は、第１の三次元配置における第２の形
    式（４１０）の場合、それぞれのパワー半導体モジュー
    ル（４１０）に接続され、そして第２の三次元配置にお
    ける第３の形式（４１０）の場合、それぞれのパワー半
    導体モジュール（５１０）に接続され、且つ２つの配置
    は回転軸（４０）のまわりに選択された対称角だけの回
    転によって区別されることを特徴とする請求項４に記載
    のパワー半導体モジュール装置。
  6. 【請求項６】前記選択された対称角は１８０°であるこ
    とを特徴とする請求項５に記載のパワー半導体モジュー
    ル装置。
  7. 【請求項７】前記パワー半導体モジュール（１０，３１
    ０，４１０，５１０）の制御接続（１９−２４）および
    駆動ユニット（２５，３２５，４２５）の制御信号出力
    は、各々の場合、ねじ接続（３２６−３３１，４２６−
    ４３１，５２６−５３１）によって互いに電気的に接続
    されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つ
    に記載のパワー半導体モジュール装置。
  8. 【請求項８】制御可能なパワー半導体はＩＧＢＴｓ（３
    ６，３７，３８，３９）として用いられることを特徴と
    する請求項１乃至７のいずれか１つに記載のパワー半導
    体モジュール装置。
JP8306296A 1995-11-24 1996-11-18 パワー半導体モジュール装置 Pending JPH09172135A (ja)

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