KR20130095212A - 파워 모듈 및 공조장치 - Google Patents

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Abstract

한 쌍의 반도체 스위칭 소자에서 발생하는 노이즈를 억제가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. 파워 모듈(1)은, PFC(Power Factor Correction) 기능을 갖는 파워 모듈로서, 한 쌍의 IGBT(11a, 11b)과, 그것들과 각각 접속되고, 역도통 소자를 구성하는 한 쌍의 제1다이오드(12a, 12b)와, 한 쌍의 IGBT(11a, 11b)과 각각 접속되고, 정류 기능을 갖는 한 쌍의 제2다이오드(13a, 13b)를 구비한다. 그리고, 파워 모듈(1)은, 한 쌍의 IGBT(11a, 11b)을 구동하는 구동 IC(14)과, 한 쌍의 제1다이오드(12a, 12b)의, 한 쌍의 IGBT(11a, 11b)과 접속된 일단과 반대의 타단과 각각 접속되고, 서로 개별적으로 설치된 한 쌍의 P 단자(21a, 21b)를 구비한다.

Description

파워 모듈 및 공조장치{POWER MODULE AND AIR CONDITIONER}
본 발명은, 역률을 개선하는 PFC(Power Factor Correction) 기능을 갖는 파워 모듈과, 그것을 구비한 공조장치에 관한 것이다.
전력 이용의 효율화를 향상시키기 위해, 역률을 개선하는 PFC 기능을 갖는 파워 모듈이 알려져 있다.
해당 파워 모듈에 있어서는, 특허문헌 1에 개시되어 있는 각 소자 사이의 접속 관계에 따라, 2상의 반도체 스위칭 소자(한 쌍의 반도체 스위칭 소자)와, 각 상의 반도체 스위칭 소자에 접속된 한 쌍의 다이오드와, 해당 한 쌍의 다이오드에 공통으로 접속된 1게의 단자(P 단자)를 구비하는 구성이 제안되어 있다.
일본국 특개 2009-110981호 공보
그렇지만, 2상의 반도체 스위칭 소자에 대해 1개의 단자(P 단자)를 공통으로 사용하는 상기한 구성에서는, 양쪽 상의 반도체 스위칭 소자의 공통 임피던스가 비교적 크고, 파워 모듈 내에 있어서의 발진 현상도 크다. 그 결과, 고속 스위칭시에, 2상의 반도체 스위칭 소자의 게이트-에미터 사이의, 발진 현상에 기인하는 노이즈가 커져 버린다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은, 상기와 같은 문제점을 감안하여 행해진 것으로, 한 쌍의 반도체 스위칭 소자에서 발생하는 노이즈를 억제가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 파워 모듈은, PFC(Power Factor Correction) 기능을 갖는 파워 모듈로서, 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와, 상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 각각 접속되고, 역도통 소자를 구성하는 한 쌍의 제1다이오드와, 상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 각각 접속되고, 정류 기능을 갖는 한 쌍의 제2다이오드를 구비한다. 그리고, 상기 파워 모듈은, 상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자를 구동하는 구동부와, 상기 한 쌍의 제1다이오드의, 상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 접속된 일단과 반대의 타단과 각각 접속되고, 서로 개별적으로 설치된 한 쌍의 단자를 구비한다.
또한, 상기와 다른 구성으로서, 본 발명에 관한 파워 모듈은, 인터리브 방식에 대응한 PFC(Power Factor Correction) 기능을 갖는 파워 모듈로서, 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와, 상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 각각 접속되고, 역도통 소자를 구성하는 한 쌍의 다이오드를 구비한다. 그리고, 상기 파워 모듈은, 상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자를 구동하는 구동부와, 상기 한 쌍의 다이오드의, 상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 접속된 일단과 반대의 타단과 각각 접속되고, 서로 개별적으로 설치된 한 쌍의 단자를 구비한다.
본 발명에 따르면, 한 쌍의 반도체 스위칭 소자는, 한 쌍의 제1다이오드를 거쳐 한 쌍의 단자와 접속되어 있다. 따라서, 한 쌍의 반도체 스위칭 소자에 작용하는 공통 임피던스를 저감할 수 있고, 그 결과, 한 쌍의 반도체 스위칭 소자에서 발생하는 노이즈를 억제할 수 있다.
도 1은 실시형태 1에 관한 공조장치의 구성을 나타낸 회로도다.
도 2는 실시형태 1에 관한 파워 모듈의 구성을 나타낸 평면도다.
도 3은 실시형태 2에 관한 공조장치의 구성을 나타낸 회로도다.
도 4는 실시형태 2에 관한 파워 모듈의 구성을 나타낸 평면도다.
도 5는 관련 공조장치의 구성을 나타낸 회로도다.
도 6은 관련 공조장치가 구비한 파워 모듈의 구성을 나타낸 평면도다.
<실시형태 1>
도 1은, 본 발명의 실시형태 1에 관한 공조장치의 구성을 나타낸 회로도다. 도 1에 나타낸 것과 같이, 공조장치는, 역률을 개선하는 PFC(Power Factor Correction) 기능을 갖는 파워 모듈(1)과, 교류전원(2)과, 한 쌍의 인덕턴스(3a, 3b)와, 평활 콘덴서(4)와, 인버터(5)와, 저항(6)을 구비하고 있다.
도 2는, 본 실시형태에 관한 파워 모듈(1)의 구성을 나타낸 평면도다. 이 파워 모듈(1)은, 한 쌍의 Si-IGBT인 IGBT(11a, 11b)과, 한 쌍의 제1다이오드(12a, 12b)와, 한 쌍의 제2다이오드(13a, 13b)와, 구동 IC(14)과, 한 쌍의 P 단자(21a, 21b)(한 쌍의 단자)와, 단자 22a, 22b, 23a, 23b, 24를 구비하고 있다. 이때, 한 쌍의 P 단자(21a, 21b)는, 파워 모듈(1)의 출력 단자이고, 서로 개별적으로 설치되어 있다.
한 쌍의 P 단자(21a, 21b), 및, 단자 22a, 22b, 23a, 23b, 24(이하 「단자군 21a∼24」)는, 금속 등으로 이루어진 프레임으로 구성되어 있다. IGBT(11a, 11b), 제1다이오드(12a, 12b), 제2다이오드(13a, 13b), 및, 구동 IC(14)(이하 「IGBT 11a 등」)은, 단자군 21a∼24 위에 선택적으로 설치되어 있다. 그리고, IGBT 11a 등과, 단자군 21a∼24의 일부와, 그들 사이를 선택적으로 접속하는 와이어 배선(26)은, 패키지(27)에 의해 덮여 있다.
IGBT(11a, 11b)(반도체 스위칭 소자)은, 단자 22a, 22b 위에 각각 설치되어 있고, 여기에서는, IGBT(11a, 11b)의 콜렉터 전극이, 단자 22a, 22b와 각각 접속되어 있다. 또한, IGBT(11a, 11b)의 에미터 전극은, 와이어 배선(26)을 거쳐 단자 23a와 접속되고, IGBT(11a, 11b)의 게이트 전극은, 와이어 배선(26)을 거쳐 구동 IC(14)와 접속되어 있다.
제1다이오드(12a, 12b)의 애노드(일단)는, 와이어 배선(26) 및 단자 22a, 22b를 거쳐, IGBT(11a, 11b)의 콜렉터 전극과 각각 접속되고 있어, 파워 모듈(1) 내부에 역도통 소자를 구성하고 있다. 또한, 제1다이오드(12a, 12b)는, P 단자(21a, 21b) 위에 각각 설치되어 있고, 여기에서는, 제1다이오드(12a, 12b)의 캐소드(타단)가, P 단자(21a, 21b)와 각각 접속되어 있다. 즉, 본 실시형태에서는, P 단자(21a, 21b)는, 제1다이오드(12a, 12b)의 캐소드(타단)와 각각 접속되어 있다.
제2다이오드(13a, 13b)는, 단자 22a, 22b 위에 각각 설치되어 있고, 여기에서는, 제2다이오드(13a, 13b)의 캐소드가, 단자 22a, 22b와 각각 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 제2다이오드(13a, 13b)의 캐소드와, IGBT(11a, 11b)의 콜렉터 전극은, 단자 22a, 22b를 거쳐 각각 접속되어 있기 때문에, 제2다이오드(13a, 13b)는, 교류전력(여기에서는 인덕턴스(3a, 3b)를 경유한 교류전원(2)으로부터의 교류전력)를 직류전력으로 변환하는 정류 기능을 갖고 있다. 또한, 제2다이오드(13a, 13b)의 애노드는, 와이어 배선(26)을 거쳐 단자 23b와 접속되어 있다.
구동 IC(14)(구동부)는, 한 쌍의 IGBT(11a, 11b)의 게이트 전압을 제어함으로써, 한 쌍의 IGBT(11a, 11b)을 구동한다. 또한, 구동 IC(14)은, 단자 24와 접속되어 있다.
도 1로 되돌아가, 교류전원(2)은, 한 쌍의 인덕턴스(3a, 3b)를 거쳐, 한 쌍의 단자 22a, 22b와 접속되어 있다.
평활 콘덴서(4)(용량소자)는, P 단자(21a, 21b)와 그라운드 G 사이에 설치된다. 평활 콘덴서(4)의 단자 21a, 21b 측은 + 전위가 되고, 그라운드 G측은 - 전위가 된다.
인버터(5)는, 평활 콘덴서(4)와 병렬접속되어 있다. 그리고, 평활 콘덴서(4)와 인버터(5)의 접속점(8)은, P 단자(21a, 21b)와 접속되어 있다.
다음에, 본 실시형태에 관한 공조장치에 관련되는 공조장치(이하 「관련 공조장치」)에 대해, 도 5 및 도 6을 사용하여 설명한다. 관련 공조장치가, 본 실시형태에 관한 공조장치와 다른 점은, 한 쌍의 IGBT(11a, 11b)의 콜렉터 전극이, 한 쌍의 제1다이오드(12a, 12b)를 거쳐 1개의 P 단자(21)와 접속되어 있는 점과, 평활 콘덴서(4)와 인버터(5)의 접속점(8)이 1개의 P 단자(21)와 접속되어 있는 점이다.
그런데, 본 실시형태에 관한 공조장치, 및, 관련 공조장치에 있어서, IGBT(11a, 11b)의 어느 한쪽에 있어서 스위칭 동작이 행해졌을 때에는, 다른 쪽의 콜렉터 전극의 + 측에, di/dt와 기생 인덕턴스의 곱에 의한 서지 전압이 인가된다. 그리고, 이 서지 전압을 발단으로 하여, 제1다이오드(12a, 12b) 및 IGBT(11a, 11b)의 직렬 접합 용량과, 출력 배선의 공통 임피던스에 의한 발진현상이, 파워 모듈(1) 내부에 있어서 발생한다. 그 결과, 고속 스위칭시에, 발진현상의 dv/dt에 기인하는 노이즈가 IGBT(11a, 11b)의 게이트-에미터 사이에 발생한다.
여기에서, 관련 공조장치에서는, 한 쌍의 제1다이오드(12a, 12b)끼리의 접속점(9)과, 평활 콘덴서(4) 사이의 출력 배선(도 5에 2점쇄선으로 표시되는 부분의 배선)이, IGBT(11a, 11b)의 공통 임피던스로서 작용한다. 이 공통 임피던스(기생 인덕턴스)는 비교적 크기 때문에 전술한 서지 전압이 커지고, 그 결과로서, 전술한 노이즈도 커진다.
그것에 대해, 본 실시형태에 관한 공조장치에서는, 한 쌍의 IGBT(11a, 11b)의 콜렉터 전극은, 한 쌍의 제1다이오드(12a, 12b)를 거쳐 한 쌍의 P 단자(21a, 21b)와 접속되어 있다. 그리고, 평활 콘덴서(4)와 인버터(5)의 접속점(8)은 한 쌍의 P 단자(21a, 21b)와 접속되어 있다.
이와 같이 구성된 본 실시형태에 관한 공조장치에 있어서는, 접속점(8)과, 평활 콘덴서(4) 사이의 출력 배선(도 1에 2점쇄선으로 표시되는 부분의 배선)이, IGBT(11a, 11b)의 공통 임피던스로서 작용한다. 즉, 패키지(27) 내부 및 외부의 양쪽에 있어서, 배선 루팅(interconnect routing)에 의해 공통 임피던스를 저감할 수 있다. 따라서, 전술한 발진현상, 나아가서는 IGBT(11a, 11b)의 게이트-에미터 사이에서 발생하는 노이즈를 억제할 수 있다. 따라서, 노이즈에 의한 오동작의 발생을 억제할 수 있어, 파워 모듈(1)의 구동 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이때, 이상에서 설명한 것과 같이, 반도체 스위칭 소자가 Si-IGBT(IGBT 11a, 11b)인 경우에는, 게이트 산화막 형성 프로세스가 비교적 용이해진다. 또한, 그뿐만 아니라, 채널 저항이 낮고 임계전압 Vth가 높으므로, 상기 노이즈에 의한 오동작에 대한 내량을 높게 할 수 있다.
단, 반도체 스위칭 소자는 Si-IGBT에 한정되는 것은 아니고, 와이드 밴드갭 반도체로 이루어진, MOS(Metal-Oxide-Semiconductor) 트랜지스터를 포함하여도 된다. 예를 들면, 반도체 스위칭 소자에, 와이드 밴드갭 반도체의 일종인 SiC(탄화 규소)의 MOS가 적용된 경우에는, Si-IGBT보다도 고속 스위칭이 가능하기 때문에, 고주파 동작이 요구되는 PFC의 파워 모듈(1)에 유효하다.
이때, 반도체 스위칭 소자에 SiC의 MOS를 적용한 경우에는, Si-IGBT보다도 드리프트층 농도가 높고, 출력 용량이 커지기(예를 들면, PN간 접합 용량이 5∼10배 정도 높아지기) 때문에, 전술한 발진현상이 어느 정도 강해진다고 생각된다. 그러나, 상기한 것과 같이 한 쌍의 P 단자(21a, 21b)를 구비한 본 실시형태에 관한 파워 모듈(1) 및 공조장치에 따르면, 발진현상을 억제할 수 있기 때문에, 반도체 스위칭 소자에 SiC의 MOS를 사용함으로써 부차적으로 생겨 버리는 발진현상의 증가를 억제할 수 있다.
<실시형태 2>
도 3은, 본 발명의 실시형태 2에 관한 공조장치의 구성을 나타낸 회로도이고, 도 4는, 해당 공조장치가 구비하는 파워 모듈의 구성을 나타낸 평면도다. 이때, 본 실시형태에 관한 공조장치에 있어서, 실시형태 1에서 설명한 구성요소와 동일 또는 유사한 것에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 실시형태 1과 다른 점을 중심으로 설명한다.
본 실시형태에 관한 공조장치는, 실시형태 1에 관한 공조장치의 구성에 있어서, 교류전원(2)과 한 쌍의 인덕턴스(3a, 3b) 사이에 설치된 다이오드 브리지(31)와, 단자 23a와 그라운드 G의 사이에 설치된 저항(6a)이 추가된 구성으로 되어 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 파워 모듈(1)은, 각 상에 위상차를 갖게 하고, 리플 등을 서로 상쇄하는 인터리브 방식에 대응한 PFC 기능을 갖고 있다. 이 파워 모듈(1)에서는, 실시형태 1에 관한 파워 모듈(1)의 구성에 있어서, 정류용의 제2다이오드(13a, 13b)가 생략되어 있는 동시에, IGBT 11b의 에미터 전극이, 와이어 배선(26)을 거쳐 단자 23a가 아니라 단자 23b와 접속된 것으로 되어 있다.
이상과 같이 구성된 본 실시형태에 관한 공조장치에 있어서는, 접속점(8)과, 평활 콘덴서(4) 사이의 출력 배선(도 3에 2점쇄선으로 표시되는 부분의 배선)이, IGBT(11a, 11b)의 공통 임피던스로서 작용한다. 즉, 패키지(27) 내부 및 외부의 양쪽에 있어서, 배선 루팅에 의해 공통 임피던스를 저감할 수 있다. 따라서, 실시형태 1에 관한 공조장치와 마찬가지로, 전술한 발진현상, 나아가서는 IGBT(11a, 11b)의 게이트-에미터간에 발생하는 노이즈를 억제할 수 있다. 따라서, 노이즈에 의한 오동작의 발생을 억제할 수 있어, 파워 모듈(1)의 구동 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이때, 본 실시형태에 있어서도, 반도체 스위칭 소자는 IGBT(IGBT 11a, 11b)에 한정되는 것은 아니고, SiC(탄화 규소) 등의 와이드 밴드갭 반도체로 이루어진, MOS(Metal-Oxide-Semiconductor) 트랜지스터를 포함하여도 된다. 이 경우에는, Si-IGBT보다도 고속 스위칭이 가능하기 때문에, 고주파 동작이 요구되는 PFC의 파워 모듈(1)에 유효하다.
이때, 본 발명은, 그 발명의 범위 내에 있어서, 각 실시형태를 자유롭게 조합하거나, 각 실시형태를 적절히, 변형, 생략하는 것이 가능하다.
1 파워 모듈, 4 평활 콘덴서, 8 접속점, 11a, 11b IGBT, 12a,12b 제1다이오드, 13a, 13b 제2다이오드, 21a, 21b P 단자.

Claims (6)

  1. PFC(Power Factor Correction) 기능을 갖는 파워 모듈로서,
    한 쌍의 반도체 스위칭 소자와,
    상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 각각 접속되고, 역도통 소자를 구성하는 한 쌍의 제1다이오드와,
    상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 각각 접속되고, 정류 기능을 갖는 한 쌍의 제2다이오드와,
    상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자를 구동하는 구동부와,
    상기 한 쌍의 제1다이오드의, 상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 접속된 일단과 반대의 타단과 각각 접속되고, 서로 개별적으로 설치된 한 쌍의 단자를 구비한, 파워 모듈.
  2. 인터리브 방식에 대응한 PFC(Power Factor Correction) 기능을 갖는 파워 모듈로서,
    한 쌍의 반도체 스위칭 소자와,
    상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 각각 접속되고, 역도통 소자를 구성하는 한 쌍의 다이오드와,
    상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자를 구동하는 구동부와,
    상기 한 쌍의 다이오드의, 상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 접속된 일단과 반대의 타단과 각각 접속되고, 서로 개별적으로 설치된 한 쌍의 단자를 구비한, 파워 모듈.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 반도체 스위칭 소자는, 와이드 밴드갭 반도체로 이루어진 MOS(Metal-Oxide-Semiconductor) 트랜지스터를 포함하는, 파워 모듈.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 와이드 밴드갭 반도체는, SiC(탄화 규소)를 포함하는, 파워 모듈.
  5. 파워 모듈과,
    용량소자와,
    상기 용량소자와 접속된 인버터를 구비하고,
    상기 파워 모듈은,
    PFC(Power Factor Correction) 기능을 갖는 파워 모듈로서,
    한 쌍의 반도체 스위칭 소자와,
    상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 각각 접속되고, 역도통 소자를 구성하는 한 쌍의 제1다이오드와,
    상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 각각 접속되고, 정류 기능을 갖는 한 쌍의 제2다이오드와,
    상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자를 구동하는 구동부와,
    상기 한 쌍의 제1다이오드의, 상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 접속된 일단과 반대의 타단과 각각 접속되고, 서로 개별적으로 설치된 한 쌍의 단자를 구비하고,
    상기 용량소자와 상기 인버터의 접속점은, 상기 한 쌍의 단자와 접속되어 있는, 공조장치.
  6. 파워 모듈과,
    용량소자와,
    상기 용량소자와 접속된 인버터를 구비하고,
    상기 파워 모듈은,
    인터리브 방식에 대응한 PFC(Power Factor Correction) 기능을 갖는 파워 모듈로서,
    한 쌍의 반도체 스위칭 소자와,
    상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 각각 접속되고, 역도통 소자를 구성하는 한 쌍의 다이오드와,
    상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자를 구동하는 구동부와,
    상기 한 쌍의 다이오드의, 상기 한 쌍의 반도체 스위칭 소자와 접속된 일단과 반대의 타단과 각각 접속되고, 서로 개별적으로 설치된 한 쌍의 단자를 구비하고,
    상기 용량소자와 상기 인버터의 접속점은, 상기 한 쌍의 단자와 접속되어 있는, 공조장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6413939B2 (ja) * 2015-06-09 2018-10-31 株式会社デンソー 半導体装置およびインバータ
WO2018020635A1 (ja) * 2016-07-28 2018-02-01 三菱電機株式会社 交流直流変換装置、モジュール、電力変換装置および空気調和装置
JP6820825B2 (ja) * 2017-11-09 2021-01-27 三菱電機株式会社 半導体装置及びその駆動方法
JP6752400B1 (ja) * 2020-01-14 2020-09-09 三菱電機株式会社 電力変換基板
CN112524854B (zh) * 2020-12-09 2022-09-06 青岛海尔空调器有限总公司 变频空调器中压缩机的控制方法与变频空调器

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2510618B2 (ja) * 1987-09-16 1996-06-26 株式会社日立製作所 電源装置
JP3697988B2 (ja) 1999-12-28 2005-09-21 三菱電機株式会社 電源装置およびこれを用いた電動機または圧縮機駆動システム
ES2612002T3 (es) 2000-03-27 2017-05-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Circuito convertidor monofásico, aparato convertidor y el aparato de ciclo de refrigeración
US7164591B2 (en) 2003-10-01 2007-01-16 International Rectifier Corporation Bridge-less boost (BLB) power factor correction topology controlled with one cycle control
TWI295756B (en) * 2004-12-14 2008-04-11 Int Rectifier Corp Boost type power supply circuit for providing a dc output voltage
JP2006294902A (ja) * 2005-04-12 2006-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 差動増幅回路及び無線通信装置
US7265523B2 (en) * 2005-10-24 2007-09-04 Aivaka Control loop for switching power converters
US8194428B2 (en) * 2006-10-04 2012-06-05 UCI-The Regents of the University of California Unified control of single and three-phase power converters
US7639520B1 (en) * 2007-02-26 2009-12-29 Network Appliance, Inc. Efficient power supply
JP4922840B2 (ja) * 2007-06-05 2012-04-25 株式会社日立製作所 スイッチング電源装置
JP2009110981A (ja) * 2007-10-26 2009-05-21 Mitsubishi Electric Corp 半導体モジュール
KR101410999B1 (ko) * 2008-02-14 2014-06-24 페어차일드코리아반도체 주식회사 인터리브 스위칭 컨버터와 그의 제어 장치 및 방법
JP2009261106A (ja) * 2008-04-15 2009-11-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電気回路
JPWO2010061654A1 (ja) * 2008-11-25 2012-04-26 株式会社村田製作所 Ｐｆｃコンバータ
NZ597036A (en) 2009-06-19 2014-01-31 Power Integrations Inc Methods of making vertical junction field effect transistors and bipolar junction transistors without ion implantation and devices made therewith
US8358098B2 (en) * 2009-08-10 2013-01-22 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for power factor correction
US8406021B2 (en) * 2009-08-10 2013-03-26 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for reducing line current distortion
US8344706B2 (en) * 2009-08-10 2013-01-01 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for rejecting DC current in power factor correction systems
JP4985756B2 (ja) 2009-12-24 2012-07-25 ダイキン工業株式会社 逆回復電流防止装置ならびにモータ駆動装置
US8400123B2 (en) * 2010-06-28 2013-03-19 Infineon Technologies Austria Ag Voltage converter and voltage conversion method
JP5484372B2 (ja) * 2011-02-14 2014-05-07 三菱電機株式会社 半導体モジュール
US20140119074A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 Christopher J. Courtney Operation of multichannel active rectifier

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