JPS589349A - Ｇｔｏスタツク - Google Patents

Ｇｔｏスタツク

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JPS589349A
JPS589349A JP56107100A JP10710081A JPS589349A JP S589349 A JPS589349 A JP S589349A JP 56107100 A JP56107100 A JP 56107100A JP 10710081 A JP10710081 A JP 10710081A JP S589349 A JPS589349 A JP S589349A
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JP
Japan
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conductor
pair
gtos
diode
gto
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JP56107100A
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Yukio Yamada
桑名寿
Hiroshi Itahana
山田行雄
Hisashi Kuwana
板鼻博
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/60—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of BJTs
    • H10D84/611—Combinations of BJTs and one or more of diodes, resistors or capacitors
    • H10D84/613—Combinations of vertical BJTs and one or more of diodes, resistors or capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ゲートターンオフサイリスタ（以下ＧＴＯと
呼ぶ）を並列接続して構成されるＧＴＯスタックの構造
の改良に関する。
近年、自己消弧能力を持っＧＴＯは大容量化が進み、コ
ンバータ、インバータ、チョッパあるいはサイクロコン
バータ等の電力変換装置への応用が拡大しつつある。し
かし、ＧＴＯは本質的に大電流容量化に困難を伴うため
、２つのＧＴＯを並列接続して使用する場合が多い。
ところで、ＧＴＯのもうひとつの問題点として、自己消
弧機能上、回路の配線インダクタンスを極力小さく抑え
る必要がある。これは、大容量化する程、困難な課題と
なる。
これらのことから、ＧＴＯを用いて、例えば、誘導電動
機を駆動するＰＷＭ　（パルス幅変調）インバータを構
成する場合、並列関係拓接続されるＧＴＯと、その付属
回路部品間を極力小さく設計しなければならない。
本発明の目的は、夫々が逆並列ダイオードを備えた２つ
のＧＴＯの並列回路を小形化し、回路の配線インダクタ
ンスを極小にできるＧＴＯスタックを提供することであ
る。
本発明の特徴とするところは、夫々が逆並列ダイオード
をもつ２つのＧＴＯを並列関係に接続するものにおいて
、この一対の平形ＧＴＯと一対のダイオードのうち、一
方の対を中央に挾み込むように他方をその両側に分けて
各素子間を導電状態で積層し、これらを−組の締付装置
によって締付けることである。
このように構成することによって、絶縁物を介すること
なく配線長も最端にできるので、配線インダクタンスを
極小に抑えた小形のＧＴＯスタックを構成することがで
きる。
以下、図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。
第１図は、本発明を適用するに好適な３相ＧＴＯインバ
ータの概略構成図である。直流電源端子１゜２間に、Ｇ
ＴＯの並列接続体を主体とするアーム３〜８が接続され
る。３相交流端子９のＵ、ＶおよびＷ相に対応して、各
アニムをＵｌ　＊　Ｕ２　＋Ｖ、、Ｖ２およびＷ、、Ｗ
、と呼ぶことにする。
第２図は、インバータの１相分の回路構成例を示す。今
、ＵＩアーム３を例に採れば、次のように構成されてい
る。ＧＴＯ３１と３２とが電流ノ；ランサ３３を介して
並列接続されている。これらのＧＴＯには夫々逆並列ダ
イオード３４．３５およびスナバコンデンサ３６．３７
が並列接続されている。なお、ダイオード３４および３
５は直接的に並列接続されるが、スナバコンデンサ３６
および３７は、ダイオードと抵抗器の並列体を介して並
列接続されることは周知の通りである。以上の回路と直
列にリアクトル３８が直列接続され、このリアクトル３
８には、ダイオード３９が逆向きに並列接続される。Ｕ
２アーム４は、リアクトル４８とダイオード４９の直列
体の接続位置が異なる以外は、Ｕ１アーム３と同一構成
である。また、■相やＷ相も同様の構成であるため図示
を省略する。
第３図に、本発明によるＧＴＯスタックの一実施例構成
図を示す。図中第１図と同一符号は同一物を表わし、５
０〜′５３は絶縁板、５４〜５９はヒートシンク、６０
は加圧ばね、６１は鋼球、６２および６３は締付枠、６
４〜７７は接続導体である。
Ｕ、アーム３について説明すると、一対の逆並列ダイオ
ード３４と３５を、接続導体７３を挾んで中央部に積層
する。これらの外側にはヒートシンク５７と５８を挾ん
でＧＴＯ３１と３２を積層する。これらのＧＴＯ３１と
３２の両側端は接続導体７０と７５により電気的に結ば
れ、ダイオード３４と３５の接続点となる導体７３と共
に、第２図の点ｅを構成する。導体７５の外側には絶縁
板５２を挾んで導体７６、ダイオード３９、ヒートシン
ク５９および導体７７の順に積層される。
Ｕ２アーム４についても、絶縁板５１を挾んで同様に積
層されるが、唯一の相違点は、導体６６とダイオード４
９との間に絶縁板がないことである。
第４図に、第３図の電気回路構成を示す。ここでａ−１
の符号は第２図〜第４図間において電気回路上の同一部
位を表わしている。
この実施例によれば、一対の並列ＧＴＯと、それら各々
の逆並列ダイオードの積層部に、電気的絶縁部材を必要
としない。従って、絶縁部材を必要とする場合に比べて
端子としての引出導体が少なくて済み、ヒートシンクも
隣接素子に共用することができる。このため装置全体を
小形化でき、配線長を短くできるので配線インダクタン
スを極小とすることができる。また、ダイオードを中央
に挾み込むように２つのＧＴＯを配置しているので、第
３図に示すように、比較的寸法の大きなスナバコンデン
サ３６．３７および４６．４７をも、短い配線長で接続
することが可能である。なお、これらのコンデンサには
、ダイオードと抵抗器の並列回路を直列接続することが
多いことは前述した通りである。従ってＧＴＯのスイッ
チング速度、すなわち、ｄｉ／ｄｔを考慮して、要求さ
れるかなり大型のコンデンサであって、かつフロン冷却
方式により小型化されたヒートシンクであっても、ＧＴ
Ｏとコンデンサ間の配線長を延ばすこと寿ぐ、配線イン
ダクタンスを小さくすることができる。
更に、ＧＴＯは、その素子構造から、熱抵抗はカソード
側よシアノード側の方が低く、発熱量の大部分がアノー
ドＡから放出できる。一方、逆並列ダイオードは、電流
容量的にみて、ＧＴｏより余裕がある場合が多い。すな
わち、ＧＴｏは、同一サイズのパッケージのダイオード
に較べて、通電容量が小さいのが通例であるため、片面
冷却で済むことが多い。これらの点に着目すると、第３
図および第４図から明らかなように、各ＧＴｏのアノー
ドに片面を当接し、各ダイオードに他面を当接したヒー
トシンク構成とすることによシ、ヒートシンクの数を少
なくできる。
第５図は、本発明の他の実施例のＧＴＯスタックの構成
を、第４図の一部に対応させて図示した電気回路構成を
示す。
このように、中央部に一対の平形ＧＴＯを配し、これら
を挾み込むように逆並列ダイオードを積層することも可
能である。
第６図、第７図および第８図は本発明による更に他の実
施例を示すもので、夫々第２図、第３図および第４図に
対応して図示している。
先の実施例と同一符号を付けているので、各部の説明は
省略するが、異なる点は、第６図において、電流バラン
サ４３を、交流端ｐ側へ移したことである。これにより
、第７図および第８図から明らかなように、ダイオード
３９とＧＴＯ３１の間の絶縁部材を排することができる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を適用するに好適な、３相ＧＴＯインバ
ータの概略回路構成図、第２図はその１相分の電気回路
構成図、第３図は本発明によるＧＴＯスタックの一実施
例構成図、第４図はその電気回路配置図、第５図は他の
実施例を第４図の一部に対応して示す電気回路配置図、
第６図〜第８図は本発明の更に他の実施例を第２図〜第
４図に夫々対応して示す図である。 ３〜８・・・ＧＴＯアーム、３１，３２，４１．４２・
・・ＧＴｏ、３４，３５，４４．４５・・・ダイオード
、３６．３７，４６．４７・・・スナバコンデンサ、晃
６図 第７刀 第８０

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、並列接続される２つのＧＴＯと、これらのＧＴＯに
    夫々直接的に並列接続される２つのダイオードとを備え
    るものにおいて、上記一対の平形ＯＴＯと一対のダイオ
    ードのうち一方の対を中央に挾み、他方をその両側に分
    けて各素子間を導電状態で積層し、これらを−組の締付
    装置によって締付けて成るＧＴＯスタック。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記ＧＴＯとダイ
    オードが隣接する部位のみに導電性の熱放散部材を挾ん
    で成るＧＴＯスタック。 ３、特許請求の範囲第１項において、上記一対のダイオ
    ードを中央に挾み、一対のＧＴＯをその両側に分けて積
    層して成るＧＴＯスタック。
JP56107100A 1981-07-10 1981-07-10 Ｇｔｏスタツク Pending JPS589349A (ja)

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DE8282106030T DE3267574D1 (en) 1981-07-10 1982-07-06 Gate turn-off thyristor stack
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US06/396,377 US4492975A (en) 1981-07-10 1982-07-08 Gate turn-off thyristor stack
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