JPH11186478A - Semiconductor module - Google Patents

Semiconductor module

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JPH11186478A
JPH11186478A JP34739097A JP34739097A JPH11186478A JP H11186478 A JPH11186478 A JP H11186478A JP 34739097 A JP34739097 A JP 34739097A JP 34739097 A JP34739097 A JP 34739097A JP H11186478 A JPH11186478 A JP H11186478A
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cooling water
potential
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semiconductor module
water branch
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勇 冨永
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor module which can be assembled without requiring connecting work of a wire for fixing potential. SOLUTION: In a semiconductor module having a semiconductor stack constituted by alternately connecting thyristors 1A and 1B and heat sinks 5A, 5B, and 5C in series, branch cooling water pipes 8A-8I and 9 which distribute cooling water to the heat sinks 5A, 5B, and 5C, resistors 2A and 2B, a reactor 4, etc., are provided. Of the pipes 8A-8I and 9, the pipe 9 which supplies the cooling water to the intermediate heat sink 5B from a cooling water pipe 6B which is maintained at the same potential as that at a frame 7 is made to have electrical conductivity. Therefore, the potential at the frame 7 can be fixed to the intermediate potential of the semiconductor module without connecting any wire for fixing potential.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、大容量の交流電力
と直流電力の変換などに用いる水冷式半導体モジュール
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water-cooled semiconductor module used for converting large-capacity AC power and DC power.

【0002】[0002]

【従来の技術】大容量の電力変換に用いる半導体モジュ
ールに用いる半導体としては、サイリスタ、光サイリス
タ、GTOサイリスタ、IGBT等があるが、ここでは
サイリスタを例に取り、サイリスタモジュールの電位固
定方法について説明する。
2. Description of the Related Art Thyristors, optical thyristors, GTO thyristors, IGBTs and the like are used as semiconductors for semiconductor modules used for large-capacity power conversion. Here, a method of fixing the potential of a thyristor module will be described using a thyristor as an example. I do.

【0003】大容量の電力変換に用いるサイリスタモジ
ュールでは、前記のサイリスタ素子を複数直列、並列接
統したものを使用する為、1モジュールに印加される電
圧は大きくなり、その為にサイリスタモジュール内の絶
縁距離を十分確保する必要がある。
In a thyristor module used for large-capacity power conversion, a plurality of thyristor elements connected in series and in parallel are used, so that the voltage applied to one module becomes large. It is necessary to secure a sufficient insulation distance.

【0004】仮に2個のサイリスタ素子を直列接続した
サイリスタスタックを有するサイリスタモジュールに4
kVの電圧を印加する場合を考えてみると、サイリスタ
スタックの片端をフレームに電位固定した場合、モジュ
ール内の絶縁距離は最大4kV分必要となるが、フレー
ム電位をサイリスタスタックの中間電位に固定した場
合、前記の電位固定方法の半分である2kV分の絶縁距
離で良いことになる。
It is assumed that a thyristor module having a thyristor stack in which two thyristor elements are connected in series has 4
Considering the case where a voltage of kV is applied, when one end of the thyristor stack is fixed to the frame, the insulation distance in the module requires a maximum of 4 kV, but the frame potential is fixed to the middle potential of the thyristor stack. In this case, an insulation distance of 2 kV, which is half of the potential fixing method, is sufficient.

【0005】従って、従来からフレーム電位をサイリス
タスタックの中間電位に固定する方法が採られている
が、この電位固定に際し電線を使用していたため、電線
を接続する作業が余分に生じていた。
Therefore, conventionally, a method of fixing the frame potential to the intermediate potential of the thyristor stack has been adopted. However, since the electric wires are used for fixing the potential, an extra operation of connecting the electric wires has occurred.

【0006】ここで、図を用いて従来のサイリスタモジ
ュールの構成を説明する。図8は、2個のサイリスタ1
A、1Bを直列接続し、サイリスタ1A、1Bの各々に
並列に、抵抗2Aとコンデンサ3A、または抵抗2Bと
コンデンサ3Bの直列接続からなるスナバ回路をそれぞ
れ接続し、サイリスタ1A、1Bにアノードリアクトル
4を直列接続した水冷サイリスタモジュールの回路図で
ある。
Here, the configuration of a conventional thyristor module will be described with reference to the drawings. FIG. 8 shows two thyristors 1
A and 1B are connected in series, and a snubber circuit composed of a series connection of a resistor 2A and a capacitor 3A or a resistor 2B and a capacitor 3B is connected in parallel with each of the thyristors 1A and 1B, and the anode reactor 4 is connected to the thyristors 1A and 1B. FIG. 3 is a circuit diagram of a water-cooled thyristor module in which are connected in series.

【0007】ここではサイリスタ1A、1Bと抵抗2
A、2Bおよびアノードリアクトル4を水冷するものと
する。図7に、この場合の電気的接続と冷却配管系統を
併せて示す。サイリスタ1A、1Bは水冷ヒートシンク
5A、5B、5Cにより両側から挟まれ冷却される。冷
却水は導電性冷却水配管6A、6Bを通ってサイリスタ
モジュール内の各部品に導かれ、それぞれの熱を奪って
排出される。通常このサイリスタモジュールを複数個使
って、サイリスタバルブが構成されており、ここでは図
示していないが、それぞれのサイリスタモジュールに並
列に冷却水を供給、排出している。
Here, the thyristors 1A and 1B and the resistor 2
A, 2B and the anode reactor 4 are water-cooled. FIG. 7 also shows the electrical connection and the cooling piping system in this case. The thyristors 1A and 1B are sandwiched and cooled by water-cooled heat sinks 5A, 5B and 5C from both sides. The cooling water is guided to each component in the thyristor module through the conductive cooling water pipes 6A and 6B, and takes out the respective heat and is discharged. Usually, a plurality of thyristor modules are used to constitute a thyristor valve. Although not shown here, cooling water is supplied to and discharged from each thyristor module in parallel.

【0008】水冷式サイリスタモジュールの冷却系統に
は、様々な方式が使われているが、ここでは2系統方式
で説明する。冷却水は、水冷ヒートシンク5A、5B、
5Cの系統と、抵抗2A、2B及びアノードリアクトル
4の系統に分岐する。水冷ヒートシンク5A、5B、5
Cの系統は、導電性冷却水配管6Aから冷却水配管接続
部12を通過して各サイリスタ1A、1Bを冷却する。
もう一方の系統は、導電性冷却水配管6Aから冷却水配
管接続部12を通過して、抵抗2A,2B及びアノード
リアクトル4を冷却する。サイリスタモジュールのフレ
ーム電位は電位固定用電線15によって、2個直列接続
されているサイリスタ2A、2Bの中間電位に固定され
ている。
Various systems are used for the cooling system of the water-cooled thyristor module. Here, the two systems will be described. The cooling water is a water-cooled heat sink 5A, 5B,
The system branches to a system of 5C and a system of resistors 2A and 2B and an anode reactor 4. Water-cooled heat sink 5A, 5B, 5
The system C cools the thyristors 1A and 1B from the conductive cooling water pipe 6A through the cooling water pipe connection portion 12.
The other system cools the resistors 2A and 2B and the anode reactor 4 from the conductive cooling water pipe 6A through the cooling water pipe connection portion 12. The frame potential of the thyristor module is fixed to an intermediate potential of two thyristors 2A and 2B connected in series by a potential fixing wire 15.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体モジュー
ルにおける電位固定方法では、半導体モジュール組立に
際し、半導体モジュール上の構成要素との絶縁距離を考
慮した電線サポート取付や、フレームヘの固定用ネジ穴
加工等、電位固定用電線を接統する為の作業が必要とさ
れた。本発明は、組立に際し、電位固定用電線接続に関
連する作業を削減することが可能な半導体モジュールを
提供することを目的とする。
In the conventional method of fixing a potential in a semiconductor module, in assembling the semiconductor module, an electric wire support is attached in consideration of an insulation distance from a component on the semiconductor module, and a screw hole for fixing to a frame is formed. Therefore, work for connecting the electric potential fixing wires was required. An object of the present invention is to provide a semiconductor module that can reduce the work related to connection of the electric potential fixing wires during assembly.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の半導体素子と前記半導体素子を冷
却する複数のヒートシンクとを交互に直列接続した半導
体スタックと、半導体素子に並列接続される抵抗器とコ
ンデンサとの直列回路と、半導体素子に直列接統される
リアクトルと、導電性を有する冷却水配管と、ヒートシ
ンク、抵抗器、及びリアクトルに冷却水を分岐させる冷
却水分岐パイプとを、冷却水配管と同電位の金属フレー
ム上に具備する半導体モジュールにおいて、ヒートシン
クのうち中間位置にあるヒートシンクに冷却水を分岐さ
せる冷却水分岐パイプを、金属フレーム電位を半導体ス
タックの中間電位に固定する電位固定用冷却水分岐パイ
プとして、導電性を有するものとしたことを特徴とす
る。
To achieve the above object, the present invention provides a semiconductor stack in which a plurality of semiconductor elements and a plurality of heat sinks for cooling the semiconductor elements are connected alternately in series, A series circuit of a connected resistor and capacitor, a reactor connected in series with the semiconductor element, a cooling water pipe having conductivity, a cooling water branch pipe for branching the cooling water to a heat sink, a resistor, and the reactor A cooling water branch pipe that branches cooling water to a heat sink at an intermediate position among heat sinks in a semiconductor module provided on a metal frame having the same potential as a cooling water pipe. The electric potential fixing cooling water branch pipe to be fixed is characterized by having conductivity.

【0011】このような構成とすることにより、半導体
モジュールの組立に際し、電位固定用電線接続に関連す
る作業を削減することが可能となる。また、本発明は、
複数の半導体素子と前記半導体素子を冷却する複数のヒ
ートシンクとを交互に直列接続した半導体スタックと、
半導体素子に並列接続される抵抗器とコンデンサとの直
列回路と、半導体素子に直列接統されるリアクトルと、
導電性を有する冷却水配管と、ヒートシンク、抵抗器、
及びリアクトルに冷却水を分岐させる冷却水分岐パイプ
とを、冷却水配管と同電位の金属フレーム上に具備する
半導体モジュールにおいて、複数のヒートシンクのうち
中間位置にあるヒートシンクに冷却水を分岐させる冷却
水分岐パイプを、金属フレーム電位を半導体スタックの
中間電位に固定する電位固定用冷却水分岐パイプとし
て、導電性を有するものとするとともに、フレキシブル
性を有するものとしたことを特徴とする。
With this configuration, it is possible to reduce the work related to the connection of the electric potential fixing wires when assembling the semiconductor module. Also, the present invention
A semiconductor stack in which a plurality of semiconductor elements and a plurality of heat sinks for cooling the semiconductor elements are alternately connected in series,
A series circuit of a resistor and a capacitor connected in parallel to the semiconductor element, and a reactor connected in series to the semiconductor element,
A cooling water pipe having conductivity, a heat sink, a resistor,
And a cooling water branch pipe for branching the cooling water to the reactor, and a cooling water pipe for branching the cooling water to a heat sink at an intermediate position among a plurality of heat sinks in a semiconductor module provided on a metal frame having the same potential as the cooling water pipe. The branch pipe is a potential fixing cooling water branch pipe for fixing the metal frame potential to the intermediate potential of the semiconductor stack, and has conductivity and flexibility.

【0012】このような構成とすることにより、半導体
モジュールの組立に際し、電位固定用電線接続に関連す
る作業を削減することが可能となるとともに、通電した
とき、半導体素子やヒートシンクの膨張により導電性の
電位固定用冷却水分岐パイプに無理な力がかかるのを防
止することが可能となる。
With this configuration, it is possible to reduce the work related to the connection of the electric potential fixing wires when assembling the semiconductor module, and when the power is turned on, the conductive element is expanded due to the expansion of the semiconductor element and the heat sink. It is possible to prevent an excessive force from being applied to the potential fixing cooling water branch pipe.

【0013】ここで、電位固定用冷却水分岐パイプの所
定位置にオリフィスを設けてもよい。また、電位固定用
冷却水分岐パイプに弁を直列に接続してもよい。
Here, an orifice may be provided at a predetermined position of the potential fixing cooling water branch pipe. Also, a valve may be connected in series to the potential fixing cooling water branch pipe.

【0014】更に、電位固定用冷却水分岐パイプの内径
を、他の冷却水分岐パイプの内径とは異なるものとして
もよい。このように、電位固定用冷却水分岐パイプに、
オリフィスを設けたり、弁を直列に接続したり、あるい
は電位固定用冷却水分岐パイプの内径を異なるものとす
ることにより、半導体モジュール内の冷却水流量バラン
スを調整することができる。
Further, the inside diameter of the potential fixing cooling water branch pipe may be different from the inside diameter of the other cooling water branch pipes. Thus, in the potential fixing cooling water branch pipe,
By providing an orifice, connecting valves in series, or making the inside diameter of the potential fixing cooling water branch pipe different, the flow rate of cooling water in the semiconductor module can be adjusted.

【0015】更にまた、フレキシブル性を有する電位固
定用冷却水分岐パイプの片端を、冷却水配管または中間
位置にあるヒートシンクに溶接もしくはろう付けしたも
のとしてもよい。このような構成とすることにより、電
位固定作業を、更に容易に行うことができる。
Furthermore, one end of the potential fixing cooling water branch pipe having flexibility may be welded or brazed to a cooling water pipe or a heat sink at an intermediate position. With such a configuration, the potential fixing operation can be performed more easily.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。なお、以下の図面にお
いて、従来例を示す図を含め、同一符号は同一部分また
は対応部分を示す。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the drawings below, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts, including the figures showing the conventional example.

【0017】図1は、本発明の第1の実施形態を示す実
体配置図であり、同図(a)はその平面図、また同図
(b)はその正面図である。なお、図において説明に必
要の無い部分は省略している部分がある。
FIGS. 1A and 1B are actual arrangement diagrams showing a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a front view. In the drawings, some parts that are not necessary for description are omitted.

【0018】図1において、サイリスタ1A、1Bをは
じめとする各種構成部品は、フレーム7の上に載置され
ている。冷却水は、冷却水母管であるところの導電性冷
却水配管6Aから、絶縁性冷却水分岐パイプ8D、8
E、8F、8Gを介して、フレーム上のサイリスタ1
A、1B、抵抗2A、2B、アノードリアクトル4に供
給され、これらの各部品を冷却後、絶縁性冷却水分岐パ
イプ8A、8H、8Iおよびフレキシブル性を有する導
電性冷却水分岐パイプ9Aを通って導電性冷却水配管6
Bに回収される。
In FIG. 1, various components such as thyristors 1A and 1B are mounted on a frame 7. The cooling water is supplied from the conductive cooling water pipe 6A, which is a cooling water main pipe, to the insulating cooling water branch pipes 8D, 8D.
Thyristor 1 on the frame via E, 8F, 8G
A, 1B, resistors 2A, 2B, and the anode reactor 4. After cooling these components, they pass through insulating cooling water branch pipes 8A, 8H, 8I and conductive cooling water branch pipe 9A having flexibility. Conductive cooling water piping 6
Collected by B.

【0019】ここで、導電性冷却水分岐パイプ9Aの片
端は、半導体スタックの中間電位部にあたる中間位置の
ヒートシンク5Bに結合されており、もう片端はフレー
ム7に固定されている導電性冷却水配管6Bに結合され
ているため、電位固定用電線の接続無しに、フレーム電
位を半導体モジュールの中間電位に固定することができ
る。
Here, one end of the conductive cooling water branch pipe 9A is connected to a heat sink 5B at an intermediate position corresponding to an intermediate potential portion of the semiconductor stack, and the other end is a conductive cooling water pipe fixed to the frame 7. 6B, the frame potential can be fixed to the intermediate potential of the semiconductor module without connecting the potential fixing wire.

【0020】また、導電性冷却水分岐パイプ9Aは、フ
レキシブル性を有するものとしたので、半導体モジュー
ルへの通電時、サイリスタ1A、1B、ヒートシンク5
A、5B、5C、及びその両端にある押さえ部材などの
膨張によりこの導電性冷却水分岐パイプ9Aにかかる力
をそのフレキシブル性により吸収し、導電性冷却水分岐
パイプ9Aに無理な力がかかるのを防止することが可能
となる。
Since the conductive cooling water branch pipe 9A has flexibility, the thyristors 1A and 1B and the heat sink 5 can be connected to the semiconductor module when power is supplied to the semiconductor module.
A, 5B, 5C and the expansion of the holding members at both ends absorb the force applied to the conductive cooling water branch pipe 9A due to its flexibility, and an excessive force is applied to the conductive cooling water branch pipe 9A. Can be prevented.

【0021】即ち、絶縁性冷却水分岐パイプ8H、8I
等は通常テフロン等の柔軟性のある材料で出来ているの
で、サイリスタ1A、1B、ヒートシンク5A、5B、
5C、及びその両端にある押さえ部材などが膨張しても
問題とはならない。一方、導電性冷却水分岐パイプ9A
は、例えば、銅、ステンレス、またはアルミニウム等の
材料で製作されるので、サイリスタ1A、1B、ヒート
シンク5A、5B、5C、及びその両端にある押さえ部
材などが膨張したとき、導電性冷却水分岐パイプ9Aに
無理な力がかかるので、それをそのフレキシブル性によ
り吸収することにより、無理な力がかかるのを防止する
ことが好ましい。
That is, the insulating cooling water branch pipes 8H and 8I
Are usually made of a flexible material such as Teflon, so that the thyristors 1A and 1B, the heat sinks 5A and 5B,
There is no problem even if the 5C and the holding members at both ends expand. On the other hand, the conductive cooling water branch pipe 9A
Is made of, for example, a material such as copper, stainless steel, or aluminum, so that when the thyristors 1A and 1B, the heat sinks 5A, 5B and 5C, and the holding members at both ends expand, the conductive cooling water branch pipe Since an excessive force is applied to the 9A, it is preferable to prevent it from being applied by absorbing it by its flexibility.

【0022】導電性冷却水分岐パイプ9Aにフレキシブ
ル性を持たせるためには、例えば、パイプの肉厚を薄く
したり、パイプ全体またはその一部を蛇腹にしたり、ま
た、材料が銅の場合は、焼きなましてある銅を用いる等
の方法をとることが考えられる。
In order to impart flexibility to the conductive cooling water branch pipe 9A, for example, the thickness of the pipe may be reduced, or the entire pipe or a part thereof may be made bellows. It is conceivable to use a method such as using annealed copper.

【0023】なお、図1において、10は排水側配管接
合部、11は入水側配管接合部、また12は冷却水分岐
パイプ接合部である。次に、本発明の第2の実施形態に
ついて説明する。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a drain-side pipe joint, 11 denotes an inlet-side pipe joint, and 12 denotes a cooling water branch pipe joint. Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0024】例えば、図2に示すように配管されている
場合、絶縁性冷却水分岐パイプ8H、8I、及び導電性
冷却水分岐パイプ9Bの流量を均一にするには、導電性
冷却水分岐パイプ9Bの流量を調整する必要がある。
For example, when the pipes are arranged as shown in FIG. 2, in order to make the flow rates of the insulating cooling water branch pipes 8H and 8I and the conductive cooling water branch pipe 9B uniform, the conductive cooling water branch pipe is used. It is necessary to adjust the flow rate of 9B.

【0025】そこで、この実施形態においては、図3に
その主要部を示すように、フレキシブル性を有する冷却
水分岐パイプ9Bの途中に、流量調整用のオリフィス1
3を設ける。このような構成とすることにより、電位固
定用電線の接続無しに、フレーム電位を半導体モジュー
ルの中間電位に固定できるとともに、半導体モジュール
内の流量バランスを調整することができる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the orifice 1 for adjusting the flow rate is provided in the middle of the cooling water branch pipe 9B having flexibility.
3 is provided. With such a configuration, the frame potential can be fixed to the intermediate potential of the semiconductor module without connecting the potential fixing wires, and the flow balance in the semiconductor module can be adjusted.

【0026】なお、オリフィス13を設ける位置は、冷
却水分岐パイプ9Bの途中でなく、冷却水分岐パイプ9
Bのいずれかの端部としてもよい。次に、本発明の第3
の実施形態について説明する。その主要部の構成を図4
に示す。この実施形態においては、フレキシブル性を持
つ冷却水分岐パイプ9Cの途中に流量調整用の弁14が
備えられており、電位固定用電線の接続無しに、フレー
ム電位を半導体モジュールの中間電位に固定できるとと
もに、冷却水流量の調整をすることができる。
The position where the orifice 13 is provided is not located in the middle of the cooling water branch pipe 9B but in the cooling water branch pipe 9B.
B may be any end. Next, the third aspect of the present invention
An embodiment will be described. Fig. 4 shows the configuration of the main part.
Shown in In this embodiment, a valve 14 for adjusting the flow rate is provided in the middle of the flexible cooling water branch pipe 9C, and the frame potential can be fixed at the intermediate potential of the semiconductor module without connecting the potential fixing wire. At the same time, the cooling water flow rate can be adjusted.

【0027】なお、弁14の位置は、冷却水分岐パイプ
9Cの途中でなく、冷却水分岐パイプ9Cのいずれかの
端部としてもよい。次に、本発明の第4の実施形態につ
いて説明する。その主要部の構成を図5に示す。この実
施形態においては、フレキシブル性を持つ冷却水分岐パ
イプ9Dの内径を、他の冷却水分岐パイプ8H、8Iの
内径とは異なるものとしている。即ち、冷却水分岐パイ
プ9Dの内径を、他の冷却水分岐パイプ8H、8Iの内
径より小さなものとしている。これにより電位固定用電
線の接続無しに、フレーム電位を半導体モジュールの中
間電位に固定できるとともに、半導体モジュール内の冷
却水流量バランスを調整することができる。
The position of the valve 14 may not be in the middle of the cooling water branch pipe 9C but may be at any end of the cooling water branch pipe 9C. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 shows the configuration of the main part. In this embodiment, the inside diameter of the cooling water branch pipe 9D having flexibility is different from the inside diameters of the other cooling water branch pipes 8H and 8I. That is, the inside diameter of the cooling water branch pipe 9D is smaller than the inside diameters of the other cooling water branch pipes 8H and 8I. Accordingly, the frame potential can be fixed at the intermediate potential of the semiconductor module without connecting the potential fixing wire, and the flow rate of cooling water in the semiconductor module can be adjusted.

【0028】次に、本発明の第5の実施形態について説
明する。この実施形態は、フレキシブル性を有する導電
性冷却水分岐パイプの片端を、導電性冷却水配管または
半導体スタックの中間電位に相当するヒートシンクに溶
接もしくはろう付けして一体構造としたものである。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, one end of a conductive cooling water branch pipe having flexibility is welded or brazed to a conductive cooling water pipe or a heat sink corresponding to an intermediate potential of a semiconductor stack to form an integral structure.

【0029】この実施形態の主要部の構成を図6に示
す。同図(a)に示すものは、フレキシブル性を有する
導電性冷却水分岐パイプ9Eの片端を、導電性冷却水配
管6Bにろう付けもしくは溶接して一体構造とするした
ものである。
FIG. 6 shows the structure of the main part of this embodiment. FIG. 5A shows a structure in which one end of a conductive cooling water branch pipe 9E having flexibility is brazed or welded to a conductive cooling water pipe 6B to form an integral structure.

【0030】また、同図(b)に示すものは、フレキシ
ブル性を有する導電性冷却水分岐パイプ9Fの片端を半
導体スタックの中間電位に相当するヒートシンク5Bに
ろう付けもしくは溶接して一体構造としたものである。
FIG. 2B shows an integrated structure in which one end of a conductive cooling water branch pipe 9F having flexibility is brazed or welded to a heat sink 5B corresponding to an intermediate potential of the semiconductor stack. Things.

【0031】このような構成とすることで、半導体モジ
ュールの電位固定作業を上述の第1乃至第4の実施形態
の場合よりも容易に行うことができる。即ち、予め導電
性冷却水分岐パイプの片端を、導電性冷却水配管または
半導体スタックの中間電位に相当するヒートシンクにろ
う付けもしくは溶接して一体構造としておくことによ
り、電位固定作業にあたっては、他の端部のみを導電性
冷却水配管または半導体スタックの中間電位に相当する
ヒートシンクに、接合部12の袋ナットなどにより固定
するだけでよい。従って、上述の第1乃至第4の実施形
態の場合のように導電性冷却水分岐パイプの両方の端部
を、それぞれ導電性冷却水配管及び半導体スタックの中
間電位に相当するヒートシンクに固定する場合に比較し
て作業が容易となる。
With such a configuration, the operation of fixing the potential of the semiconductor module can be performed more easily than in the first to fourth embodiments. That is, by previously brazing or welding one end of the conductive cooling water branch pipe to a conductive cooling water pipe or a heat sink corresponding to an intermediate potential of the semiconductor stack to form an integrated structure, other potential fixing work is performed. It is only necessary to fix only the end to the conductive cooling water pipe or the heat sink corresponding to the intermediate potential of the semiconductor stack with the cap nut of the joint 12 or the like. Therefore, when both ends of the conductive cooling water branch pipe are fixed to the heat sink corresponding to the intermediate potential of the conductive cooling water pipe and the semiconductor stack, respectively, as in the above-described first to fourth embodiments. The work becomes easier as compared to

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体モ
ジュールによれば、大容量の交流電力と直流電力の変換
等に用いられる半導体モジュールのフレームを、電位固
定用電線の接続無しで半導体モジュールの中間電位に固
定することが可能となる。
As described above, according to the semiconductor module of the present invention, the frame of the semiconductor module used for converting large-capacity AC power and DC power can be connected without connecting the electric potential fixing wire. Can be fixed to the intermediate potential of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施形態に係る半導体モジュ
ールの構成を示す平面図及び正面図。
FIG. 1 is a plan view and a front view showing a configuration of a semiconductor module according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2の実施形態に係る半導体モジュ
ールの電気的接続及び冷却配管系統を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an electrical connection and a cooling piping system of a semiconductor module according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第2の実施形態に係る半導体モジュ
ールの主要部の構成を示す正面図。
FIG. 3 is a front view showing a configuration of a main part of a semiconductor module according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第3の実施形態に係る半導体モジュ
ールの主要部の構成を示す正面図。
FIG. 4 is a front view showing a configuration of a main part of a semiconductor module according to a third embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第4の実施形態に係る半導体モジュ
ールの主要部の構成を示す正面図。
FIG. 5 is a front view showing a configuration of a main part of a semiconductor module according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第5の実施形態に係る半導体モジュ
ールの主要部の構成を示す側面図。
FIG. 6 is a side view showing a configuration of a main part of a semiconductor module according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】 従来の半導体モジュールの電気的接続及び冷
却配管系統を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an electrical connection and a cooling piping system of a conventional semiconductor module.

【図8】 半導体モジュールの回路図。FIG. 8 is a circuit diagram of a semiconductor module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A、1B…サイリスタ 2A、2B…抵抗 3A、3B…コンデンサ 4…アノードリアクトル 5A、5B、5C…ヒートシンク 6A、6B…導電性冷却水配管 7…フレーム 8A〜8I…絶縁性冷却水分岐パイプ 9A〜9F…導電性冷却水分岐パイプ 10…排水側配管接合部 11…入水側配管接合部 12…冷却水分岐パイプ接合部 13…オリフィス 14…弁 15…電位固定用電線 1A, 1B: Thyristor 2A, 2B: Resistor 3A, 3B: Capacitor 4: Anode reactor 5A, 5B, 5C: Heat sink 6A, 6B: Conductive cooling water pipe 7: Frame 8A-8I: Insulating cooling water branch pipe 9A- 9F: Conductive cooling water branch pipe 10: Drain-side pipe joint 11: Inlet-side pipe joint 12 ... Cooling water branch pipe joint 13: Orifice 14: Valve 15: Potential fixing wire

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の半導体素子と前記半導体素子を冷却
する複数のヒートシンクとを交互に直列接続した半導体
スタックと、前記半導体素子に並列接続される抵抗器と
コンデンサとの直列回路と、前記半導体素子に直列接統
されるリアクトルと、導電性を有する冷却水配管と、前
記ヒートシンク、前記抵抗器、及び前記リアクトルに冷
却水を分岐させる冷却水分岐パイプとを、前記冷却水配
管と同電位の金属フレーム上に具備する半導体モジュー
ルにおいて、前記ヒートシンクのうち中間位置にあるヒ
ートシンクに冷却水を分岐させる冷却水分岐パイプを、
前記金属フレーム電位を前記半導体スタックの中間電位
に固定する電位固定用冷却水分岐パイプとして、導電性
を有するものとしたことを特徴とする半導体モジュー
ル。
A semiconductor stack in which a plurality of semiconductor elements and a plurality of heat sinks for cooling the semiconductor elements are alternately connected in series; a series circuit of a resistor and a capacitor connected in parallel to the semiconductor elements; A reactor connected in series with the element, a cooling water pipe having conductivity, the heat sink, the resistor, and a cooling water branch pipe for branching the cooling water to the reactor, the same potential of the cooling water pipe and In a semiconductor module provided on a metal frame, a cooling water branch pipe for branching cooling water to a heat sink at an intermediate position among the heat sinks,
A semiconductor module having conductivity as a potential fixing cooling water branch pipe for fixing the metal frame potential to an intermediate potential of the semiconductor stack.
【請求項2】複数の半導体素子と前記半導体素子を冷却
する複数のヒートシンクとを交互に直列接続した半導体
スタックと、前記半導体素子に並列接続される抵抗器と
コンデンサとの直列回路と、前記半導体素子に直列接統
されるリアクトルと、導電性を有する冷却水配管と、前
記ヒートシンク、前記抵抗器、及び前記リアクトルに冷
却水を分岐させる冷却水分岐パイプとを、前記冷却水配
管と同電位の金属フレーム上に具備する半導体モジュー
ルにおいて、前記ヒートシンクのうち中間位置にあるヒ
ートシンクに冷却水を分岐させる冷却水分岐パイプを、
前記金属フレーム電位を前記半導体スタックの中間電位
に固定する電位固定用冷却水分岐パイプとして、導電性
を有するものとするとともに、フレキシブル性を有する
ものとしたことを特徴とする半導体モジュール。
2. A semiconductor stack in which a plurality of semiconductor elements and a plurality of heat sinks for cooling the semiconductor elements are alternately connected in series, a series circuit of a resistor and a capacitor connected in parallel to the semiconductor elements, and A reactor connected in series with the element, a cooling water pipe having conductivity, the heat sink, the resistor, and a cooling water branch pipe for branching the cooling water to the reactor, the same potential of the cooling water pipe and In a semiconductor module provided on a metal frame, a cooling water branch pipe for branching cooling water to a heat sink at an intermediate position among the heat sinks,
A semiconductor module, wherein the potential fixing cooling water branch pipe for fixing the metal frame potential to the intermediate potential of the semiconductor stack has conductivity and flexibility.
【請求項3】前記電位固定用冷却水分岐パイプの所定位
置にオリフィスを設けたことを特徴とする請求項1また
は請求項2に記載の半導体モジュール。
3. The semiconductor module according to claim 1, wherein an orifice is provided at a predetermined position of the potential fixing cooling water branch pipe.
【請求項4】前記電位固定用冷却水分岐パイプに弁を直
列に接続したことを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の半導体モジュール。
4. The valve according to claim 1, wherein a valve is connected in series to said potential fixing cooling water branch pipe.
A semiconductor module according to item 1.
【請求項5】前記電位固定用冷却水分岐パイプの内径
を、他の冷却水分岐パイプの内径とは異なるものとした
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導
体モジュール。
5. The semiconductor module according to claim 1, wherein an inner diameter of the potential fixing cooling water branch pipe is different from an inner diameter of another cooling water branch pipe.
【請求項6】前記電位固定用冷却水分岐パイプの片端
を、前記冷却水配管または中間位置にあるヒートシンク
に溶接もしくはろう付けしたことを特徴とする請求項2
に記載の半導体モジュール。
6. An electric potential fixing cooling water branch pipe having one end welded or brazed to the cooling water pipe or a heat sink at an intermediate position.
A semiconductor module according to item 1.
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