JP2008178261A - Power converter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、主回路母線に対して複数の半導体素子を並列接続した電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a power conversion device in which a plurality of semiconductor elements are connected in parallel to a main circuit bus.
図6は従来の電力変換装置の回路構成図を示し、同一の制御装置により並列接続した複数の半導体素子を駆動する回路が示されている。又、図7は図6の電力変換装置の要部の配線構造図である。図において、1,2は電力変換装置の主回路母線、3,4は主回路母線1,2に並列に接続された半導体素子であるIGBT、5はIGBT3,4をそれぞれオン・オフさせるゲート信号を発生する制御装置、C1,C2はIGBT3,4のコレクタ端子、G1,G2はIGBT3,4のゲート端子、E11,E12,E21,E22はIGBT3,4のエミッタ端子、6,7は一端がコレクタ端子C1,C2にそれぞれ接続された配線、8,9は一端がIGBT3,4のエミッタ端子E11、E21にそれぞれ接続された配線、COは主回路母線1と配線6,7との接続点、EOは主回路母線2と配線8,9との接続点、G01は配線10を介してゲート端子G1と接続された制御装置5のゲート接続端子、E01は配線11を介してエミッタ端子E12と接続された制御装置5のエミッタ接続端子、G02は配線12を介してゲート端子G2と接続された制御装置5のゲート接続端子、E02は配線13を介してエミッタ端子E22と接続された制御装置5のエミッタ接続端子であり、ゲート接続端子G01,G02は制御装置5内において配線14,15を介して接続点G00に接続され、エミッタ接続端子E01,E02は制御装置5内において配線16,17を介して接続点E00と接続される。
FIG. 6 shows a circuit configuration diagram of a conventional power converter, and shows a circuit for driving a plurality of semiconductor elements connected in parallel by the same controller. FIG. 7 is a wiring structure diagram of the main part of the power conversion device of FIG. In the figure, 1 and 2 are main circuit buses of the power converter, 3 and 4 are semiconductor elements connected in parallel to the
上記構成において、配線11,13が制御装置5内において配線16,17を介して接続点G00で接続されているので、エミッタ端子E12とE22が短絡され、IGBT3よりIGBT4が先にターンオフすると、エミッタ端子E21と接続点EOとの間、即ち配線9のインピーダンスによりエミッタ端子E12から接続点E00を介してエミッタ端子E22に電流が流れ、IGBT3,4を破損する。即ち、図6のエミッタ端子E12からエミッタ端子E22に破線に示すように電流i1が流れると、この電流i1は接続点CO,EO間に流れる主回路電流とほぼ同じ大きさの電流となる。しかしながら、エミッタ端子E12〜E22間の配線11,13は本来ゲート信号用の電流が流れることを想定して設計されており、細くて電流容量が少ない線材が使用されている。このため、エミッタ端子E12〜E22間に主回路電流と同等の電流が流れると、発熱により溶断するおそれがあった。
In the above configuration, since the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
上記したように、エミッタ端子E12〜E22間に電流が流れると、配線が溶断し、IGBT3,4を破損するおそれがあった。
As described above, when a current flows between the emitter terminals E12 to E22, the wiring may melt and damage the
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、複数の半導体素子を主回路母線に並列接続し、この各半導体素子を1つの制御装置により制御する場合に、各半導体素子の破損を防止することができる電力変換装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. When a plurality of semiconductor elements are connected in parallel to a main circuit bus and each semiconductor element is controlled by one control device, each semiconductor element is controlled. It is an object of the present invention to obtain a power conversion device that can prevent element breakage.
この発明の請求項1に係る電力変換装置は、主回路母線に並列接続された複数の半導体素子の各ゲート端子に制御装置のゲート接続端子をそれぞれ接続するとともに、各半導体素子のエミッタ端子に制御装置のエミッタ接続端子をそれぞれ接続し、かつ制御装置の各ゲート接続端子間及び各エミッタ接続端子間を制御装置内の接続点においてそれぞれ接続し、制御装置からのゲート信号により各半導体素子をオンオフ制御させる電力変換装置において、制御装置の一方のゲート接続端子とその接続点間の配線及び一方のエミッタ接続端子とその接続点間の配線にコモンモード電流対策部品を接続するとともに、制御装置の他方のゲート接続端子とその接続点間の配線及び他方のエミッタ接続端子とその接続点間の配線にコモンモード電流対策部品を接続したものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a power conversion device in which a gate connection terminal of a control device is connected to each gate terminal of a plurality of semiconductor elements connected in parallel to a main circuit bus, and control is performed on an emitter terminal of each semiconductor element. Connect each emitter connection terminal of the device, and connect each gate connection terminal and each emitter connection terminal of the control device at the connection point in the control device, and control each semiconductor element on / off by the gate signal from the control device In the power converter to be connected, the common mode current countermeasure component is connected to the wiring between one gate connection terminal of the control device and the connection point and the wiring between the one emitter connection terminal and the connection point, and the other of the control device. Common mode current countermeasures for the wiring between the gate connection terminal and its connection point and the wiring between the other emitter connection terminal and its connection point Which are connected the goods.
請求項2に係る電力変換装置は、主回路母線に並列接続された複数の半導体素子の各ゲート端子に制御装置のゲート接続端子をそれぞれ接続するとともに、各半導体素子のエミッタ端子に制御装置のエミッタ接続端子をそれぞれ接続し、かつ制御装置の各ゲート接続端子間及び各エミッタ接続端子間を制御装置内の接続点においてそれぞれ接続し、制御装置からのゲート信号により各半導体素子をオンオフ制御させる電力変換装置において、一方の半導体素子のゲート端子と制御装置の一方のゲート接続端子とを接続する配線及び一方の半導体素子のエミッタ端子と制御装置の一方のエミッタ接続端子とを接続する配線にコモンモード電流対策部品を接続するとともに、他方の半導体素子のゲート端子と制御装置の他方のゲート接続端子とを接続する配線及び他方の半導体素子のミッタ端子と制御装置の他方のエミッタ接続端子とを接続する配線にコモンモード電流対策部品を接続したものである。
The power conversion device according to
請求項3に係る電力変換装置は、主回路母線に並列接続された複数の半導体素子の各ゲート端子に制御装置のゲート接続端子をそれぞれ接続するとともに、各半導体素子のエミッタ端子に制御装置のエミッタ接続端子をそれぞれ接続し、かつ制御装置の各ゲート接続端子間及び各エミッタ接続端子間を制御装置内の接続点においてそれぞれ接続し、制御装置からのゲート信号により各半導体素子をオンオフ制御させる電力変換装置において、各半導体素子のエミッタ端子間にコンデンサを接続したものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a power converter including: a gate connection terminal of a control device connected to each gate terminal of a plurality of semiconductor elements connected in parallel to a main circuit bus; and an emitter of the control device connected to an emitter terminal of each semiconductor element. Power conversion that connects each connection terminal, connects each gate connection terminal and each emitter connection terminal of the control device at a connection point in the control device, and controls each semiconductor element on / off by a gate signal from the control device In the apparatus, a capacitor is connected between the emitter terminals of each semiconductor element.
請求項4に係る電力変換装置は、主回路母線に並列接続された複数の半導体素子の各ゲート端子に制御装置のゲート接続端子をそれぞれ接続するとともに、各半導体素子のエミッタ端子に制御装置のエミッタ接続端子をそれぞれ接続し、かつ制御装置の各ゲート接続端子間及び各エミッタ接続端子間を制御装置内の接続点においてそれぞれ接続し、制御装置からのゲート信号により各半導体素子をオンオフ制御させる電力変換装置において、各半導体素子のエミッタ端子と主回路母線間の配線を短くしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a power conversion device in which a gate connection terminal of a control device is connected to each gate terminal of a plurality of semiconductor elements connected in parallel to a main circuit bus, and an emitter of the control device is connected to an emitter terminal of each semiconductor device. Power conversion that connects each connection terminal, connects each gate connection terminal and each emitter connection terminal of the control device at a connection point in the control device, and controls each semiconductor element on / off by a gate signal from the control device In the apparatus, the wiring between the emitter terminal of each semiconductor element and the main circuit bus is shortened.
請求項5に係る電力変換装置は、主回路母線に並列接続された複数の半導体素子の各ゲート端子に制御装置のゲート接続端子をそれぞれ接続するとともに、各半導体素子のエミッタ端子に制御装置のエミッタ接続端子をそれぞれ接続し、かつ制御装置の各ゲート接続端子間及び各エミッタ接続端子間を制御装置内の接続点においてそれぞれ接続し、制御装置からのゲート信号により各半導体素子をオンオフ制御させる電力変換装置において、各半導体素子のエミッタ端子と主回路母線間の配線を短くするとともに、各半導体素子のコレクタ端子と主回路母線間の配線を短くしたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a power conversion device in which a gate connection terminal of a control device is connected to each gate terminal of a plurality of semiconductor elements connected in parallel to a main circuit bus, and an emitter of the control device is connected to an emitter terminal of each semiconductor device. Power conversion that connects each connection terminal, connects each gate connection terminal and each emitter connection terminal of the control device at a connection point in the control device, and controls each semiconductor element on / off by a gate signal from the control device In the apparatus, the wiring between the emitter terminal of each semiconductor element and the main circuit bus is shortened, and the wiring between the collector terminal of each semiconductor element and the main circuit bus is shortened.
以上のようにこの発明の請求項1によれば、制御装置の一方のゲート接続端子とその接続点間の配線及び一方のエミッタ接続端子とその接続点間の配線にコモンモード電流対策部品を接続するとともに、制御装置の他方のゲート接続端子とその接続点間の配線及び他方のエミッタ接続端子とその接続点間の配線にコモンモード電流対策部品を接続しており、コモンモード電流対策部品を接続したことにより、エミッタ接続端子の接続点を通って流れ、半導体素子の破損原因となる電流が抑制され、半導体素子の破損を回避することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the common mode current countermeasure component is connected to the wiring between one gate connection terminal and its connection point of the control device and the wiring between one emitter connection terminal and its connection point. In addition, the common mode current countermeasure component is connected to the wiring between the other gate connection terminal of the control device and its connection point and the wiring between the other emitter connection terminal and its connection point, and the common mode current countermeasure component is connected. As a result, the current that flows through the connection point of the emitter connection terminal and causes damage to the semiconductor element is suppressed, and damage to the semiconductor element can be avoided.
又、請求項2によれば、一方の半導体素子のゲート端子と制御装置の一方のゲート接続端子とを接続する配線及び一方の半導体素子のエミッタ端子と制御装置の一方のエミッタ接続端子とを接続する配線にコモンモード電流対策部品を接続するとともに、他方の半導体素子のゲート端子と制御装置の他方のゲート接続端子とを接続する配線及び他方の半導体素子のエミッタ端子と制御装置の他方のエミッタ接続端子とを接続する配線にコモンモード電流対策部品を接続しており、コモンモード電流対策部品を接続したことにより、エミッタ接続端子の接続点を通って流れ、半導体素子の破損原因となる電流が抑制され、半導体素子の破損を回避することができる。 According to the second aspect of the present invention, the wiring for connecting the gate terminal of one semiconductor element and one gate connection terminal of the control device, and the emitter terminal of one semiconductor element and one emitter connection terminal of the control device are connected. A common mode current countermeasure component is connected to the wiring to be connected, the wiring connecting the gate terminal of the other semiconductor element and the other gate connection terminal of the control device, and the emitter terminal of the other semiconductor element and the other emitter connection of the control device A common mode current countermeasure component is connected to the wiring connecting the terminal. By connecting the common mode current countermeasure component, the current that flows through the connection point of the emitter connection terminal and causes damage to the semiconductor element is suppressed. Thus, damage to the semiconductor element can be avoided.
請求項3によれば、各半導体素子のエミッタ端子間にコンデンサを接続しており、エミッタ接続端子の接続点を通ってエミッタ端子間に流れる電流はコンデンサに吸収されて抑制され、半導体素子の破損を回避することができる。 According to the third aspect of the present invention, the capacitor is connected between the emitter terminals of each semiconductor element, and the current flowing between the emitter terminals through the connection point of the emitter connection terminal is absorbed and suppressed by the capacitor, and the semiconductor element is damaged. Can be avoided.
請求項4によれば、各半導体素子のエミッタ端子と主回路母線間の配線を短くしたので、該配線のインピーダンスが抑制され、制御装置のエミッタ接続端子の接続点を介して流れる電流も抑制され、半導体素子の破損を回避することができる。
According to
請求項5によれば、各半導体素子のエミッタ端子と主回路母線間の配線を短くするとともに、各半導体素子のコレクタ端子と主回路母線間の配線を短くしたので、各半導体素子のエミッタ端子と主回路母線間の配線のインピーダンスが抑制され、制御装置のエミッタ接続端子の接続点を介して流れる電流も抑制され、半導体素子の破損を回避することができる。 According to the fifth aspect, the wiring between the emitter terminal of each semiconductor element and the main circuit bus is shortened, and the wiring between the collector terminal of each semiconductor element and the main circuit bus is shortened. The impedance of the wiring between the main circuit buses is suppressed, the current flowing through the connection point of the emitter connection terminal of the control device is also suppressed, and damage to the semiconductor element can be avoided.
実施最良形態1
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図1はこの発明の実施最良形態1による電力変換装置の回路構成図を示し、主回路母線1,2に並列接続されたIGBT3,4の各ゲート端子G1,G2に制御装置5のゲート接続端子G01、G02をそれぞれ接続するとともに、各IGBT3,4のエミッタ端子E12,E22に制御装置5のエミッタ接続端子E01,E02をそれぞれ接続し、制御装置5の各ゲート接続端子G01、G02間及び各エミッタ接続端子E01,E02間を制御装置5内の接続点G00,E00でそれぞれ接続し、制御装置5からのゲート信号により各IGBT3,4をオンオフ制御させている。
Best Embodiment 1
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit configuration diagram of a power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention, in which gate terminals G1, G2 of
そして、制御装置5のゲート接続端子G01と接続点G00間の配線14及びエミッタ接続端子E01と接続点E00間の配線16にコモンモード電流対策部品18を接続するとともに、制御装置5のゲート接続端子G02と接続点G00間の配線15及びエミッタ接続端子E02と接続点E00間の配線17にコモンモード電流対策部品19接続する。
The common mode
上記構成において、コモンモード電流対策部品18,19は複数の配線14と16及び15と17が存在する場合、この配線に通流する電流の総和が零になるように各配線の電流を抑制する。IGBT3,4の破損原因となる電流i1は接続点E00を介した配線16,17のみに通流するので、接続点G00を介した配線14,15と接続点E00を介した配線16,17にコモンモード電流対策部品18,19を接続すると、接続点E00を介して流れる電流i1が抑制され、IGBT3,4の破損を回避することができる。
In the above configuration, when the plurality of
実施最良形態2
図2はこの発明の実施最良形態2による電力変換装置の回路構成図を示し、基本的構成は実施最良形態1と同様である。そして、IGBT3のゲート端子G1と制御装置5のゲート接続端子G01とを接続する配線10及びIGBT3のエミッタ端子E12と制御装置5のエミッタ接続端子E01とを接続する配線11にコモンモード電流対策部品20を接続するとともに、IGBT4のゲート端子G2と制御装置5のゲート接続端子G02とを接続する配線12及びIGBT4のエミッタ端子E22と制御装置5のエミッタ接続端子E02とを接続する配線13にコモンモード電流対策部品21を接続する。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a power conversion device according to the second embodiment of the present invention, and the basic configuration is the same as that of the first embodiment. The common mode
上記構成において、 IGBT3,4の破損原因となる電流i1は接続点E00を介した配線11,13のみに通流するので、接続点G00を介した配線10,12と接続点E00を介した配線11,13にコモンモード電流対策部品20,21を接続すると、接続点E00を介して流れる電流i1が抑制され、IGBT3,4の破損を回避することができる。
In the above configuration, the current i1 that causes damage to the
実施最良形態3
図3は実施最良形態3による電力変換装置の回路構成図を示し、基本的構成は実施最良形態1と同様である。そして、IGBT3,4のエミッタ端子E11,E21間にコンデンサCPを接続する。
FIG. 3 shows a circuit configuration diagram of the power conversion device according to the third embodiment, and the basic configuration is the same as that of the first embodiment. Then, a capacitor C P between the emitter terminals E11, E21 of the
上記構成において、接続点E00を介して配線11,13に流れる電流i1はコンデンサCPに吸収され、IGBT3,4の破損を回避することができる。
In the above structure, a current i1 flowing through the
実施最良形態4
図4は実施最良形態4による電力変換装置の要部の配線構造図を示し、基本的構成は実施最良形態1と同様である。そして、IGBT3のエミッタ端子E11と接続点EOとを接続する配線8及びIGBT4のエミッタ端子E21と接続点EOとを接続する配線9を短くしたものである。
FIG. 4 shows a wiring structure diagram of the main part of the power conversion device according to the fourth embodiment, and the basic configuration is the same as that of the first embodiment. The
実施最良形態4においては、上記したように、配線8,9を短くしたので、配線8,9のインピーダンスが抑制され、接続点E00を介して流れる電流i1が抑制され、IGBT3,4の破損を回避することができる。
In the fourth embodiment, as described above, since the
実施最良形態5
図5は実施最良形態5による電力変換装置の要部の配線構造図を示し、基本的構成は実施最良形態1と同様である。そして、IGBT3のエミッタ端子E11と接続点EOとを接続する配線8及びIGBT3のコレクタ端子C1と接続点COとを接続する配線6を短くするとともに、IGBT4のエミッタ端子E21と接続点EOとを接続する配線9及びIGBT4のコレクタ端子C2と接続点COとを接続する配線7を短くした。
FIG. 5 shows a wiring structure diagram of the main part of the power converter according to the fifth embodiment, and the basic configuration is the same as that of the first embodiment. The
実施最良形態5においては、配線8,6,9,7を短くしたので、配線8,9のインピーダンスが抑制され、接続点E00を介して流れる電流i1が抑制され、IGBT3,4の破損を回避することができる。
In the fifth embodiment, since the
1,2…主回路母線
3,4…IGBT
5…制御装置
6〜17…配線
18〜21…コモンモード電流対策部品
CP…コンデンサ
CO,EO,G00,E00…接続点
1, 2 ...
5 ...
Claims (5)
各半導体素子のコレクタ端子と主回路母線間の配線を短くしたことを特徴とする電力変換装置。 The gate connection terminal of the control device is connected to each gate terminal of the plurality of semiconductor elements connected in parallel to the main circuit bus, and the emitter connection terminal of the control device is connected to the emitter terminal of each semiconductor element. In the power conversion device that connects each gate connection terminal and each emitter connection terminal of the semiconductor device at a connection point in the control device, and controls each semiconductor device on / off by a gate signal from the control device, While shortening the wiring between the main circuit buses,
A power conversion device characterized in that a wiring between a collector terminal of each semiconductor element and a main circuit bus is shortened.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018117397A (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-26 | 本田技研工業株式会社 | Semiconductor circuit |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0819246A (en) * | 1994-07-04 | 1996-01-19 | Fuji Electric Co Ltd | Parallel connection circuit of semiconductor switching devices |
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2007
- 2007-01-22 JP JP2007010927A patent/JP2008178261A/en active Pending
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