JP2658427B2 - 電力変換用半導体素子のスナバ回路とそのモジュール装置 - Google Patents

電力変換用半導体素子のスナバ回路とそのモジュール装置

Info

Publication number
JP2658427B2
JP2658427B2 JP1257294A JP25729489A JP2658427B2 JP 2658427 B2 JP2658427 B2 JP 2658427B2 JP 1257294 A JP1257294 A JP 1257294A JP 25729489 A JP25729489 A JP 25729489A JP 2658427 B2 JP2658427 B2 JP 2658427B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
self
electrode
power semiconductor
extinguishing
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1257294A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03136412A (ja
Inventor
広志 三木
喜隆 藤原
清志 飯田
拡 田久保
国夫 柴山
真一 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP1257294A priority Critical patent/JP2658427B2/ja
Priority to KR1019900000214A priority patent/KR920004032B1/ko
Priority to DE69013016T priority patent/DE69013016T2/de
Priority to US07/466,515 priority patent/US5055990A/en
Priority to EP90300466A priority patent/EP0379346B1/en
Publication of JPH03136412A publication Critical patent/JPH03136412A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2658427B2 publication Critical patent/JP2658427B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/305—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M3/315—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34—Snubber circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L24/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L24/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—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 main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/165—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
    • H03K17/08146—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in bipolar transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/37001—Core members of the connector
    • H01L2224/37099—Material
    • H01L2224/371—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/37138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/37147—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/3754—Coating
    • H01L2224/37599—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401—Disposition
    • H01L2224/40135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/40137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1203—Rectifying Diode
    • H01L2924/12035—Zener diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor
    • H01L2924/13034—Silicon Controlled Rectifier [SCR]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34—Snubber circuits
    • H02M1/346—Passive non-dissipative snubbers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自己消弧形電力用半導体素子で構成して
いる電力変換装置が動作するときの、これら半導体素子
を保護するためのスナバ回路と、このスナバ回路を含ん
でいる電力変換用半導体素子のモジュール装置に関す
る。
〔従来の技術〕
自己消弧形電力用半導体素子として、たとえばパワト
ランジスタを２個直列に接続して、この直列回路を直流
電源の正負極間に接続し、一方のパワトランジスタと他
方のパワトランジスタとを、交互にオンとオフとを繰返
させることで、電力変換を行うことができるのは周知で
ある。そこで、３組のこのようなパワトランジスタ直列
回路を相互に並列接続して、これらに直流電源を接続す
ることにより、この直流電源からの直流電力を、３相交
流電力に変換する３相インバータを例にして、従来の技
術ならびに本発明の詳細を以下に記述する。
パワトランジスタで構成している電圧形３相インバー
タでは、各パワトランジスタにはそれぞれフリーホイリ
ングダイオードを逆並列接続している。ここでパワトラ
ンジスタのターンオフ時（あるいはフリーホイリングダ
イオードの逆回復時）に、回路の浮遊インダクタンスに
より生じるサージ電圧がパワトランジスタに印加される
と、当該パワトランジスタを破壊するおそれがある。ま
た、このターンオフの際に、当該パワトランジスタのコ
レクタ・エミッタ間の電圧の立上り速度（dV/dt）が大
である場合は、他のパワトランジスタや制御回路に誤動
作を発生させるおそれがある。そこで、このような不都
合が発生するのを回避するために、３相インバータにス
ナバ回路を付属させる。
第19図は電力変換装置に付属するスナバ回路の第１従
来例を示した回路図である。
この第19図において、符号１〜６は６個のパワトラン
ジスタ、符号７〜12は６個のフリーホイリングダイオー
ドである。これら６個のパワトランジスタのそれぞれに
フリーホイリングダイオードを逆並列接続したものを３
相ブリッジに接続し、それぞれのパワトランジスタに、
コンデンサと抵抗との直列接続で構成しているスナバ回
路を並列に接続する。符号13〜18はこのスナバ回路を構
成する６個のコンデンサ、符号33〜38は同じくスナバ回
路を構成する抵抗である。尚、符号25は直流電源、符号
32は回路の浮遊インダクタンスである。
抵抗とコンデンサで構成したこのようなスナバ回路は
Ｒ−Ｃスナバと通称されており、このＲ−Ｃスナバを構
成しているコンデンサは、このＲ−Ｃスナバが属してい
るパワトランジスタがターンオフした際に発生するサー
ジ電圧を抑制するとともに、当該コンデンサへの充電に
より、このパワトランジスタのコレクタ・エミッタ間電
圧のdV/dtを抑制する役割を有するが、このdV/dt抑制の
効果を向上させるには、Ｒ−Ｃスナバを構成している抵
抗の抵抗値を小さくすることが有効である。
第20図は電力変換装置に付属するスナバ回路の第２従
来例を示した回路図である。
この第20図において、６個のパワトランジスタ１〜
６、６個のフリーホイリングダイオード７〜12、直流電
源25、および浮遊インダクタンス32は第19図の場合と同
じ機能を有する。
第20図に示す第２従来例回路では、抵抗28とコンデン
サ30およびダイオード27とで構成したスナバ回路（通称
Ｒ−Ｃ−Ｄスナバ）を直流電源25の正極と負極との間に
接続しているので、パワトランジスタがターンオフした
際に、回路の浮遊インダクタンス32に蓄積していたエネ
ルギーを、このコンデンサ30が吸収して、サージ電圧を
抑制する。ここで、スナバ回路を構成している抵抗28や
ダイオード27を取り去ると、サージ電圧抑制効果が増大
する。
第21図は電力変換装置に付属するスナバ回路の第３従
来例を示した回路図である。
この第21図は、前述した第19図に示す第１従来例回路
と、第20図に示す第２従来例回路とを組合わせたもので
あって、３相インバータを構成している６個のトランジ
スタには、それぞれ別個のＲ−Ｃスナバを並列に接続
し、かつ正極と負極との間にＲ−Ｃ−Ｄスナバを接続し
たものである。
第22図は電力変換装置に付属するスナバ回路の第４従
来例を示した回路図であって、３相インバータを構成し
ている６個のトランジスタには、それぞれ別個のＲ−Ｃ
−Ｄスナバを並列に接続し、かつ正極と負極との間にも
Ｒ−Ｃ−Ｄスナバを接続している。
上述した各従来例回路において、スナバ回路を構成し
ているコンデンサに直列接続しているダイオード、ある
いは抵抗を取去って、コンデンサのみのスナバ回路にす
ると、パワトランジスタがターンオフした際に、このコ
ンデンサと回路の浮遊インダクタンス32とにより共振現
象を生じる。この共振現象は、ノイズの発生やパワトラ
ンジスタの責務増大などの不都合を誘発するので、共振
抑制の必要上から、コンデンサには抵抗に直列に接続し
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、前述したＲ−ＣスナバやＲ−Ｃ−Ｄスナバ
には次のような各種の欠点がある。
すなわち、Ｒ−Ｃ−Ｄスナバでは、コンデンサの蓄
積電荷を抵抗を通じて放電させるために、この抵抗が大
形になる、スナバ回路のダイオードが逆回復する際
に、高いdV/dtを生じるので、制御回路に誤動作を生じ
るおそれがある、スナバ回路が複雑で部品点数が高く
なる、などである。
またＲ−Ｃスナバでは、コンデンサの蓄積電荷は抵
抗を通じて充放電するので、エネルギー損失が大であ
り、抵抗が大形になる、などである。
さらに、これらスナバ回路を構成する各部品を、それ
ぞれ電力変換用半導体素子にその都度接続するのは、接
続作業に手間がかかるばかりでなく、電力変換用半導体
素子とスナバ回路との間の配線インダクタンス、あるい
は電力変換用半導体素子相互間の配線インダクタンスを
大にする不都合があるし、スナバ回路部品点数が多く、
管理上の手間や、装置の小形化を阻害するなどの不都合
もある。
そこでこの発明の目的は、電力変換用半導体素子に付
属するスナバ回路の構成を簡素にして部品点数とエネル
ギー損失の減少を図るとともに、この電力変換用半導体
素子とスナバ回路との一体化により、これを使用する電
力変換装置の小形化と、配線インダクタンスの低減とを
図ろうとするものである。
〔課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するために、この発明のスナバ回路
は、複数の自己消弧形電力用半導体素子の直列回路を電
源に接続し、一方の自己消弧形電力用半導体素子と他方
のそれとが、交互にオンとオフとを繰返すことで電力変
換を行う装置において、順方向電圧降下が小で、かつ逆
方向電圧降下が大である非対称素子とコンデンサとの直
列回路を、前記自己消弧形電力用半導体素子同士の直列
回路に並列に、あるいは個々の自己消弧形電力用半導体
素子に並列に接続するものである。さらにこの発明のモ
ジュール装置は、定電圧ダイオードを構成要素にしてい
るスナバ回路を並列に接続している自己消弧形電力用半
導体素子において、導体板に固着した絶縁基板上に導電
材料によりパターンを形成し、この導電パターン上に前
記自己消弧形電力用半導体素子のアノード側と、フリー
ホイリングダイオードのカソード極および前記定電圧ダ
イオードのアノード極を固着し、前記絶縁基板上に前記
導電パターンとは隔離した第１電極と第２電極とを相互
に隔離して固着し、コンデンサの一方の電極を第１電極
に、他方の電極を第２電極に接続して、これら第１・第
２電極により当該コンデンサを支持し、前記定電圧ダイ
オードのカソード極を前記第１電極に接続し、前記自己
消弧形電力用半導体素子のカソード側ならびに前記フリ
ーホイリングダイオードのアノード極を前記第２電極に
接続し、前記導電パターンと、第２電極および自己消弧
形電力用半導体素子の制御極とを外部に引出す構造とす
るか、あるいは前記自己消弧形電力用半導体素子と、こ
れに逆並列接続しているフリーホイリングダイオード
と、この自己消弧形電力用半導体素子に一方の極が接続
されている前記定電圧ダイオードとを合成樹脂で封入成
形し、前記自己消弧形電力用半導体素子のアノード極用
端子とカソード極用端子と制御極用端子、ならびに前記
定電圧ダイオードの他方極用端子とを前記成形体の表面
に設け、かつこの定電圧ダイオードの他方極に接続する
スナバ回路用コンデンサを収納する切欠き部を前記成形
体に設ける構造とするか、あるいは前記自己消弧形電力
用半導体素子と、これに逆並列接続しているフリーホイ
リングダイオードと、この自己消弧形電力用半導体素子
に一方の極が接続されている前記定電圧ダイオードとを
合成樹脂で封入して直方体状に成形し、前記自己消弧形
電力用半導体素子のアノード極用端子を前記直方体成形
体表面の一端に設け、この自己消弧形電力用半導体素子
のカソード極用端子を前記アノード極用端子と同一面上
の反対端に設け、かつこの直方成形体のアノード極用端
子とカソード極用端子との中間部分に前記スナバ回路用
コンデンサを収納できる凹部を設け、この凹部に前記定
電圧ダイオードの他方極用端子を設ける構造にするもの
とする。
〔作用〕
この発明は、順方向電圧降下が小で、かつ逆方向電圧
降下が大なる非対称素子、たとえば定電圧ダイオード
を、コンデンサに直列接続したものをスナバ回路として
使用することで、電力損失を生じる抵抗を除去し、かつ
この抵抗除去により、コンデンサと浮遊インダクタンス
とにより生じる共振は、前記非対称素子で消費する電力
損失によって、急速に収束させるものである。そこで、
これら定電圧ダイオードとコンデンサとによるスナバ回
路を、自己消弧形電力用半導体素子や、これに逆並列接
続するフリーホイリングダイオードと共に一体構造にモ
ジュール化することにより、電力変換用半導体素子とそ
のスナバ回路とが１つの部品と見做せるようになり、小
形かつ取扱いが容易となる。さらに、半導体素子のみ、
すなわちスナバ回路のうちの定電圧ダイオードと前記自
己消弧形電力用半導体素子およびフリーホイリングダイ
オードとを合成樹脂で封入成形して所要の端子を設ける
とともに、スナバ回路用コンデンサを設置するための切
欠き部をこの成形体に設けることで、装置全体の小形と
配線インダクタンスの低減ならびに部品数の低減を図る
ものである。
〔実施例〕
第１図は本発明のスナバ回路の第１実施例をあらわし
た回路図である。
この第１図において、自己消弧形電力用半導体素子と
しての６個のパワトランジスタ１〜６、６個のフリーホ
イリングダイオード７〜12、直流電源25の機能は、第19
図で既述の第１従来例回路の場合と同じであるから、こ
れらの説明は省略する。
本発明においては、６個の非対称素子としての定電圧
ダイオード19〜24と、６個のコンデンサ13〜18を、それ
ぞれ１対１で直列接続したものを、スナバ回路として、
６個のパワトランジスタ１〜６のそれぞれに並列接続し
ている。
第２図は第１図に示すスナバ回路の第１実施例回路に
使用している電力変換用半導体素子とスナバ１アーム分
の回路図である。
この第２図において、電圧降下非対称素子としての定
電圧ダイオード19と、コンデンサ13との直列回路を、パ
ワトランジスタ１に並列接続するのであるが（符号７は
フリーホイリングダイオード）、このとき定電圧ダイオ
ード19のツェナー電圧は、直流電源25の電圧よりも低い
値に設定する。
パワトランジスタ１がターンオフした場合に発生する
サージ電圧は、定電圧ダイオード19を経てコンデンサ13
に吸収する。いまコンデンサ13の静電容量をＣ、コンデ
ンサ13に流れる電流をISとすると、この電流ISによる定
電圧ダイオード19の電圧降下は無視できるので、パワト
ランジスタ１に印加されるdV/dtの値はIS/Cとなり、こ
のdV/dtは抑制されて、パワトランジスタ１のターンオ
フ動作責務を軽減することができる。
第３図と第４図は第２図に示す電力変換用半導体素子
１アーム分の動作を示した波形図であって、第３図はパ
ワトランジスタ１のコレクタ電流IC、およびコレクタ・
エミッタ間電圧VCEの変化をあらわしており、第４図は
コンデンサ13に流れる電流ISの変化をあらわしている。
すなわち、パワトランジスタ１がターンオフして、そ
のコレクタ・エミッタ間電圧VCEが直流電源25の電圧値
まで上昇すると（第３図Ａ点）、回路の浮遊インダクタ
ンス26に流れていた電流で、コンデンサ13との共振が開
始となって、スナバ回路に共振電流が流れる。この共振
電流の極性のうち、定電圧ダイオード19のツェナー電圧
が発生する電流極性の時は、この定電圧ダイオード19が
エネルギーを消費するので、比較的短時間でこの共振現
象を収束できる。その結果、コンデンサ13の責務を軽減
することができる。
また、当該定電圧ダイオード19で発生する損失は熱と
なるが、定電圧ダイオード19は半導体であることから、
これの冷却は抵抗の冷却に比して容易である。
第５図は本発明のスナバ回路の第２実施例をあらわし
た回路図であって、６個のパワトランジスタ１〜６と、
６個のフリーホイリングダイオード７〜12とで構成して
いる３相インバータの正負極間に、非対称素子としての
定電圧ダイオード29とコンデンサ30との直列回路を接続
したものであるが、この定電圧ダイオード29のツェナー
電圧は、直流電圧25の電圧値よりも低く設定する。
第６図は第５図に示すスナバ回路の第２実施例回路に
使用している電力変換用半導体素子１相分とスナバの回
路図である。
定電圧ダイオード29とコンデンサ30との直列回路で構
成しているスナバ回路を、パワトランジスタ１と４との
直列回路の外側端子間に接続しているので、前述の第１
実施例のような、コレクタ・エミッタ間電圧の上昇率を
抑制することはできないが、パワトランジスタ１または
４がターンオフする際に発生するサージ電圧を、定電圧
ダイオード29を介してコンデンサ30に吸収するので、タ
ーンオフするパワトランジスタがサージ電圧で破壊する
のを防止することができる。
この第２実施例に示すスナバ回路も、前述した第１実
施例の場合と同様に、回路の浮遊インダクタンス31とコ
ンデンサ30とで共振現象を生じるが、定電圧ダイオード
29の作用で、比較的短時間で収束してしまうのも、第１
実施例の場合と同じである。
第７図は本発明のスナバ回路の第３実施例をあらわし
た回路図であって、６個のパワトランジスタ１〜６と、
６個のフリーホイリングダイオード７〜12とで構成した
３相インバータの各アームに、前述の第１図に示す第１
実施例回路と同様に、定電圧ダイオードとコンデンサと
の直列回路を並列に接続し、かつ正負極間にはダイオー
ド27,抵抗28およびコンデンサ30で構成したＲ−Ｃ−Ｄ
スナバを接続したものである。
第８図は第７図に示すスナバ回路の第３実施例回路に
使用している電力変換用半導体素子１相分とスナバの回
路図である。
この第８図において、パワトランジスタ１と４とにそ
れぞれ並列接続している定電圧ダイオードとコンデンサ
とでなるスナバ回路の動作は、第１図と第２図とで既述
の第１実施例回路の場合と同じであるから、その説明は
省略する。
また、ダイオード27と抵抗28およびコンデンサ30とで
なるＲ−Ｃ−Ｄスナバは、たとえば、パワトランジスタ
１がターンオフして、そのコレクタ・エミッタ間電圧が
直流電源25の電圧を越えると、ダイオード27が導通し
て、浮遊インダクタンス29により発生するサージ電圧を
コンデンサ30に吸収して、当該パワトランジスタ１を破
損から保護する。
また、パワトランジスタ１のターンオフの後に、コン
デンサ30に蓄えられた前述のサージ電圧による余剰電荷
は、抵抗28を通して放電するので、この抵抗28の抵抗値
を適切に選定することで、コンデンサ30と浮遊インダク
タンス29との共振を防止することができる。
第９図は本発明のスナバ回路の第４実施例をあらわし
た回路図であって、第１図と第２図とで既述の第１実施
例回路と、第５図と第６図とで既述の第２実施例回路と
を組合わせたものであるから、これの説明は省略する。
第10図は本発明のモジュール装置の第１実施例をあら
わした構造図であって、第２図に示す本発明のスナバ回
路の構成をあらわしている。
導体板としての銅ベース50上には、熱伝導にすぐれて
いるセラミックス基板51が絶縁基板として接合されてお
り、このセラミックス基板51には、所要の形状に加工さ
れた導電パターンとしての銅パターン52と第１電極53、
第２電極54、およびベース端子56とが相互に接触しない
ようにして貼付けられているので、これら相互間は電気
的に絶縁されている。
銅パターン52には自己消弧形電力用半導体素子として
のパワトランジスタ１のコレクタと、フリーホイリング
ダイオード７のカソード、および定電圧ダイオード19の
アノードとが密着して取付けられているので、これらは
電気的に同電位にある。
このように取付けることにより、パワトランジスタ１
とフリーホイリングダイオード７および定電圧ダイオー
ド19で発生した熱は、セラミックス基板51を介して銅ベ
ース50に伝導する。よってこの銅ベース50を冷却するこ
とにより、これら半導体素子内で発生した損失は、素早
く、かつ有効に取除くことができる。
スナバ回路を構成するコンデンサ13の一方の電極は第
１電極53に、他方の電極は第２電極54に接続するととも
に、このコンデンサ13を第１電極53と第２電極54とで支
持するようにすれば、前述した各半導体素子とこのコン
デンサ13とを立体的に配置できるので、モジュール構造
を小形化できることとなる。
銅パターン52上の各半導体素子と、セラミックス基板
51上の各電極や端子との間の接続、すなわち、定電圧ダ
イオード19のカソードと第１電極53との接続、パワトラ
ンジスタ１のエミッタと第２電極54との接続、フリーホ
イリングダイオード７のアノードと第２電極54との接
続、およびパワトランジスタ１のベースとベース端子56
との接続を、それぞれワイヤボンディングにより配線す
ることで、第２図に図示した１アーム分の回路が完成す
る。
そこで銅パターン52上にコレクタ端子55を接続し、第
２電極54をエミッタ端子とすれば、前述のベース端子56
とともに、このモジュールを外線に接続することができ
る。
なお、第10図においては、銅ベース50上に１アーム分
のモジュールを搭載しているが、複数分を搭載できるこ
とは勿論である。
ところで、第10図に示すモジュール装置の第１実施例
では、スナバ回路用のコンデンサ13を含んだ構成になっ
ている。このコンデンサ13は、他の部品にくらべて比較
的に大形であること、またこのコンデンサ13以外はすべ
て半導体部品であることから、これら半導体部品のみで
モジュール装置を構成するほうが、冷却などの点でも好
都合である。
第11図は半導体部品のみでモジュール装置を構成する
場合の回路図であって、第２図に示す回路からコンデン
サ13を省略している。このような回路構成の場合は、エ
ミッタ端子64、コレクタ端子65、ベース端子66およびス
ナバ回路端子67を設けることになる。
第12図は第11図に示す回路で構成した電力変換用半導
体素子のモジュール装置の従来例を示した外形図であ
る。
この第12図においては、自己消弧形電力用半導体素子
としてのパワトランジスタ１と、このパワトランジスタ
に逆並列接続しているフリーホイリングダイオード７
と、パワトランジスタ１のコレクタ極にそのアノード極
を接続している定電圧ダイオード19とが、合成樹脂によ
り封入成形されてモジュール装置60となっており、この
モジュール装置60の表面には、外線を接続するためのエ
ミッタ端子64（Ｅ）、コレクタ端子65（Ｃ）、ベース端
子66（Ｂ）、およびスナバ回路端子67（Ｋ）を備えてい
る。
第13図は第12図に示す従来のモジュール装置を使用し
て電力変換装置の１相分を形成した組立図であって
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示している。
この第13図においては、60Pなる３個の正側モジュー
ル装置のそれぞれのコレクタ端子を、正極銅バー62Pを
用いて相互に並列接続することで、電力変換装置１相分
の上側アームを構成している。また60Nなる３個の負側
モジュール装置のそれぞれのエミッタ端子を、負極銅バ
ー62Nを用いて相互に並列接続することで、下側アーム
を構成している。
これら上側アーム用に並列接続した３個のモジュール
装置60Pと、下側アーム用に並列接続した３個のモジュ
ール装置60Nとを共通の冷却体61に装着し、上側アーム
用の各エミッタ端子と、下側アームの各コレクタ端子と
を接続銅バー63で接続するのであるが、上側アームのモ
ジュール装置60P取付けているスナバコンデンサ68Pの取
付スペースを確保するために、この接続銅バー63は凸形
状に加工する必要がある。このように加工することによ
り、接続銅バー63の材料が余分に必要で、装置の寸法・
重量を増大させるだけではなく、配線インダクタンスも
大きくなる欠点がある。
第14図は本発明のモジュール装置の第２実施例をあら
わした外形図である。
この第14図に示す第２実施例も、第12図で既述の従来
例と同様に第11図に示す回路、すなわちパワトランジス
タ１とフリーホイリングダイオード７および定電圧ダイ
オード19とで構成した回路を合成樹脂で封入成形するこ
とにより、モジュール装置70をかたちづくっている。ま
たこのモジュール装置70にはエミッタ端子64、コレクタ
端子65、ベース端子66およびスナバ回路端子67を設けて
いるのも、第12図の従来例と同じである。
本発明においては、モジュール装置70の一部分に切欠
き部71を設け、この切欠き部71にスナバコンデンサ78を
収納できるようにしている。
第15図は第14図に示す第２実施例のモジュール装置を
使用して電力変換装置の１相分を形成した組立図であっ
て、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示している。
この第15図においても、３個の正側モジュール装置70
Pの各コレクタ端子を正極銅バー62Pで並列接続して１相
分の上側アームを構成し、３個の負側モジュール装置70
Nの各エミッタ端子を負極銅バー62Nで並列接続すること
で下側アームを構成している。
これら６個のモジュール装置を冷却体61に装着し、上
側アームと下側アームとを接続銅バー73で接続するので
あるが、上側アーム用のスナバコンデンサ78は、すべて
モジュール装置70に設けた切欠き部71に収納されること
になるので、接続銅バー73は凸形に加工する必要がな
い。
第16図は本発明のモジュール装置の第３実施例をあら
わした外形図である。
この第16図に示す第３実施例も、第11図に示す回路、
すなわちパワトランジスタ１とフリーホイリングダイオ
ード７および定電圧ダイオード19とで構成した回路を合
成樹脂で封入し、直方体状に成形することでモジュール
装置80をかたちづくっているのであるが、この直方体状
のモジュール装置80は、その中央部分に凹部81が形成さ
れていて、この凹部81にスナバ回路端子67を設け、さら
に凹部81の両側にそれぞれエミッタ端子64とコレクタ端
子65とを別個に設けている。（なおベース端子は、本発
明とは無関係につき、既述を省略している。） 第17図は単相インバータをあらわした回路図であっ
て、80U,80V,80X,80Yなる第16図に示す４個の第３実施
例モジュール装置を単相ブリッジ接続し、それぞれのモ
ジュール装置にはスナバコンデンサを接続している。
第18図は第17図に示す単相インバータを第16図に示す
第３実施例のモジュール装置を使用して形成した組立図
である。
この第18図に示すように、２個のモジュール装置80U
と80Vのコレクタ端子を正極銅バー82Pで接続し、２個の
モジュール装置80Xと80Yのエミッタ端子を負極銅バー82
Nで接続するとともに、接続銅バー83Rで第１相上側アー
ムと下側アームとの接続を、また接続銅バー83Sで第２
相上側アームと下側アームとの接続を行って、単相イン
バータを形成している。
このとき各モジュール装置に取付けるスナバコンデン
サ13,14,16,17は、それぞれのモジュール装置の凹部81
に収納されるので、当該単相インバータに無用の突出部
分がなく、全体が小形になる。
上述した本発明の各実施例は、半導体素子としてパワ
トランジスタを使用した場合で説明しているが、パワト
ランジスタの代りに、他の自己消弧形電力用半導体素
子、たとえば絶縁ゲート形バイポーラトランジスタや、
電界効果トランジスタなどを使用した場合にも適用でき
るのは勿論である。
〔発明の効果〕
この発明によれば、コンデンサに直列に定電圧ダイオ
ードのような非対称素子を接続して構成したスナバ回路
を、電力変換装置を構成している個々の自己消弧形電力
用半導体素子に並列に接続し、あるいは当該電力変換装
置の正負極間に接続することで、スナバ回路の共振電流
を素早く減衰させることができるので、スナバ用コンデ
ンサの容量を抑制することができ、スナバ用抵抗を省略
してエネルギー損失も軽減できる。さらにスナバ用抵抗
の省略により、部品点数の削減と回路の簡素化ならびに
小形化を図ることができるなど、各種の効果が得られ
る。さらに自己消弧形電力用半導体素子とフリーホイリ
ングダイオードならびに定電圧ダイオードを導電パター
ン上に取付けて、これら各半導体素子の発熱を有効に外
部に放散させるとともに、他の素子に比較して大形とな
るコンデンサを立体的に配置する構成によりモジュール
化しているので、このモジュールが小形になり、かつ１
個の部品として取扱うことができるので、取付・配線や
部品管理の手間が省略できるなどの効果が得られる。さ
らにスナバコンデンサを除いた半導体部品のみを合成樹
脂で封入成形してモジュール装置をかたちづくるさい
に、スナバコンデンサを収納する空間をこのモジュール
装置に切欠き部あるいは凹部として設けることにより、
このモジュール装置を集合して電力変換装置を組立てる
さいに、スナバコンデンサが配線を阻害しないので、直
線的な配線が可能になり、そのために配線材料の節約、
配線インダクタンスの低減、装置の小形化・軽量化など
の各種の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のスナバ回路の第１実施例をあらわした
回路図、第２図は第１図に示すスナバ回路の第１実施例
回路に使用している電力変換用半導体素子とスナバ１ア
ーム分の回路図、第３図と第４図は第２図に示す電力変
換用半導体素子１アーム分の動作を示した波形図、第５
図は本発明のスナバ回路の第２実施例をあらわした回路
図、第６図は第５図に示すスナバ回路の第２実施例回路
に使用している電力変換用半導体素子１相分とスナバの
回路図、第７図は本発明のスナバ回路の第３実施例をあ
らわした回路図、第８図は第７図に示すスナバ回路の第
３実施例回路に使用している電力変換用半導体素子１相
分とスナバの回路図、第９図は本発明のスナバ回路の第
４実施例をあらわした回路図、第10図は本発明のモジュ
ール装置の第１実施例をあらわした構造図、第11図は半
導体部品のみでモジュール装置を構成する場合の回路
図、第12図は第11図に示す回路図で構成した電力変換用
半導体素子のモジュール装置の従来例を示した外形図、
第13図は第12図に示す従来のモジュール装置を使用して
電力変換装置の１相分を形成した組立図、第14図は本発
明のモジュール装置の第２実施例をあらわした外形図、
第15図は第14図に示す第２実施例のモジュール装置を使
用して電力変換装置の１相分を形成した組立図、第16図
は本発明のモジュール装置の第３実施例をあらわした外
形図、第17図は単相インバータをあらわした回路図、第
18図は第17図に示す単相インバータを第16図に示す第３
実施例のモジュール装置を使用して形成した組立図、第
19図は電力変換装置に付属するスナバ回路の第１従来例
を示した回路図、第20図は電力変換装置に付属するスナ
バ回路の第２従来例を示した回路図、第21図は電力変換
装置に付属するスナバ回路の第３従来例を示した回路
図、第22図は電力変換装置に付属するスナバ回路の第４
従来例を示した回路図である。 1,2,3,4,5,6……自己消弧形電力用半導体素子としての
パワトランジスタ、7,8,9,10,11,12……フリーホイリン
グダイオード、13,14,15,16,17,18,30……コンデンサ、
19,20,21,22,23,24,29……非対称素子としての定電圧ダ
イオード、25……直流電源、26,29,31,32……浮遊イン
ダクタンス、27,43,44,45,46,47,48……ダイオード、2
8,33,34,35,36,37,38……抵抗、50……導体板としての
銅ベース、51……絶縁基板としてのセラミックス基板、
52……導電パターンとしての銅パターン、53……第１電
極、54……第２電極（エミッタ端子）、55……コレクタ
端子、56……ベース端子、60,60P,60N,70,70P,70N,80,8
0U,80V,80X,80Y……モジュール装置、61……冷却体、62
P,82P……正極銅バー、62N,82N……負極銅バー、63,73,
83R,83S……接続銅バー、64……エミッタ端子、65……
コレクタ端子、66……ベース端子、67……スナバ回路端
子、68P,68N,78,78P,78N……スナバコンデンサ、71……
切欠き部、81……凹部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田久保 拡 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 柴山 国夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 小林 真一 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−245555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−217664（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−74728（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−157342（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭58−33792（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の自己消弧形電力用半導体素子の直列
    回路を電源に接続し、一方の自己消弧形電力用半導体素
    子と他方のそれとが、交互にオンとオフとを繰返すこと
    で電力変換を行う装置において、順方向電圧降下が小
    で、かつ逆方向電圧降下が大である非対称素子とコンデ
    ンサとの直列回路を、前記自己消弧形電力用半導体素子
    同士の直列回路に並列に、あるいは個々の自己消弧形電
    力用半導体素子に並列に接続することを特徴とする電力
    変換用半導体素子のスナバ回路。
  2. 【請求項２】複数の自己消弧形電力用半導体素子の直列
    回路を電源に接続し、一方の自己消弧形電力用半導体素
    子と他方のそれとが、交互にオンとオフとを繰返すこと
    で電力変換を行う装置において、定電圧ダイオードとコ
    ンデンサとの直列回路を、前記自己消弧形電力用半導体
    素子同士の直列回路に並列に、あるいは個々の自己消弧
    形電力用半導体素子に並列に接続することを特徴とする
    電力変換用半導体素子のスナバ回路。
  3. 【請求項３】定電圧ダイオードを構成要素にしているス
    ナバ回路を並列に接続している自己消弧形電力用半導体
    素子において、導体板に固着した絶縁基板上に導電材料
    によりパターンを形成し、この導電パターン上に前記自
    己消弧形電力用半導体素子のアノード側と、フリーホイ
    リングダイオードのカソード極および前記定電圧ダイオ
    ードのアノード極を固着し、前記絶縁基板上に前記導電
    パターンとは隔離した第１電極と第２電極とを相互に隔
    離して固着し、コンデンサの一方の電極を第１電極に、
    他方の電極を第２電極に接続して、これら第１・第２電
    極により当該コンデンサを支持し、前記定電圧ダイオー
    ドのカソード極を前記第１電極に接続し、前記自己消弧
    形電力用半導体素子のカソード側ならびに前記フリーホ
    イリングダイオードのアノード極を前記第２電極に接続
    し、前記導電パターンと、第２電極および自己消弧形電
    力用半導体素子の制御極とを外部に引出す構造にしてい
    ることを特徴とする電力変換用半導体素子のモジュール
    装置。
  4. 【請求項４】定電圧ダイオードを構成要素にしているス
    ナバ回路を並列に接続している自己消弧形電力用半導体
    素子において、前記自己消弧形電力用半導体素子と、こ
    れに逆並列接続しているフリーホイリングダイオード
    と、この自己消弧形電力用半導体素子に一方の極が接続
    されている前記定電圧ダイオードとを合成樹脂で封入成
    形し、前記自己消弧形電力用半導体素子のアノード極用
    端子とカソード極用端子と制御極用端子、ならびに前記
    定電圧ダイオードの他方極用端子とを前記成形体の表面
    に設け、かつこの定電圧ダイオードの他方極に接続する
    スナバ回路用コンデンサを収納する切欠き部を前記成形
    体に設けていることを特徴とする電力変換用半導体素子
    のモジュール装置。
  5. 【請求項５】定電圧ダイオードを構成要素にしているス
    ナバ回路を並列に接続している自己消弧形電力用半導体
    素子において、前記自己消弧形電力用半導体素子と、こ
    れに逆並列接続しているフリーホイリングダイオード
    と、この自己消弧形電力用半導体素子に一方の極が接続
    されている前記定電圧ダイオードとを合成樹脂で封入し
    て直方体状に成形し、前記自己消弧形電力用半導体素子
    のアノード極用端子を前記直方成形体表面の一端に設
    け、この自己消弧形電力用半導体素子のカソード極用端
    子を前記アノード極用端子と同一面上の反対端に設け、
    かつこの直方成形体のアノード極用端子とカソード極用
    端子との中間部分に前記スナバ回路用コンデンサを収納
    できる凹部を設け、この凹部に前記定電圧ダイオードの
    他方極用端子を設けることを特徴とする電力変換用半導
    体素子のモジュール装置。
JP1257294A 1989-01-17 1989-10-02 電力変換用半導体素子のスナバ回路とそのモジュール装置 Expired - Lifetime JP2658427B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1257294A JP2658427B2 (ja) 1989-01-17 1989-10-02 電力変換用半導体素子のスナバ回路とそのモジュール装置
KR1019900000214A KR920004032B1 (ko) 1989-01-17 1990-01-10 전력 변환용 반도체 소자의 스냅퍼 회로와 그 모듈장치
DE69013016T DE69013016T2 (de) 1989-01-17 1990-01-17 Energieumwandlungseinheit und Modul für ihren Aufbau.
US07/466,515 US5055990A (en) 1989-01-17 1990-01-17 Snubber circuit for power conversion semiconductor elements and assembly thereof
EP90300466A EP0379346B1 (en) 1989-01-17 1990-01-17 Power conversion unit and module for its construction

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1-8311 1989-01-17
JP831189 1989-01-17
JP1-186969 1989-07-19
JP18696989 1989-07-19
JP1257294A JP2658427B2 (ja) 1989-01-17 1989-10-02 電力変換用半導体素子のスナバ回路とそのモジュール装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03136412A JPH03136412A (ja) 1991-06-11
JP2658427B2 true JP2658427B2 (ja) 1997-09-30

Family

ID=27277964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1257294A Expired - Lifetime JP2658427B2 (ja) 1989-01-17 1989-10-02 電力変換用半導体素子のスナバ回路とそのモジュール装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5055990A (ja)
EP (1) EP0379346B1 (ja)
JP (1) JP2658427B2 (ja)
KR (1) KR920004032B1 (ja)
DE (1) DE69013016T2 (ja)

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5731970A (en) * 1989-12-22 1998-03-24 Hitachi, Ltd. Power conversion device and semiconductor module suitable for use in the device
JP3074736B2 (ja) * 1990-12-28 2000-08-07 富士電機株式会社 半導体装置
US5119000A (en) * 1991-02-25 1992-06-02 Motorola, Inc. Low noise motor drive circuit
EP0533158B1 (en) * 1991-09-20 1998-07-08 Hitachi, Ltd. Three-phase three-level inverter device
US6347051B2 (en) * 1991-11-26 2002-02-12 Hitachi, Ltd. Storage device employing a flash memory
JPH06233554A (ja) * 1993-01-28 1994-08-19 Fuji Electric Co Ltd インバータ装置
DE9307806U1 (de) * 1993-05-24 1993-08-26 Siemens Ag Umrichter-Ausgangsfilter
US5414613A (en) * 1993-08-20 1995-05-09 Rem Technologies, Incorporated Soft switching active snubber for semiconductor circuit operated in discontinuous conduction mode
JP2979923B2 (ja) * 1993-10-13 1999-11-22 富士電機株式会社 半導体装置
US5517063A (en) * 1994-06-10 1996-05-14 Westinghouse Electric Corp. Three phase power bridge assembly
JP2735497B2 (ja) * 1995-01-31 1998-04-02 株式会社東芝 スナバ回路
JP3221270B2 (ja) * 1995-03-10 2001-10-22 株式会社日立製作所 電力変換装置及びスナバ装置
US6266258B1 (en) * 1995-09-29 2001-07-24 Rockwell Technologies, Llc Power substrate element topology
US5828559A (en) * 1997-02-03 1998-10-27 Chen; Keming Soft switching active snubber
JPH10285907A (ja) * 1997-04-10 1998-10-23 Toshiba Corp 電力変換装置
EP0924845A3 (en) * 1997-12-22 2001-05-23 Omnirel LLC Power semiconductor module
EP0971412B1 (en) * 1998-07-10 2013-03-13 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Power Semiconductor with Attachable Protection Circuit
JP3548024B2 (ja) * 1998-12-09 2004-07-28 富士電機デバイステクノロジー株式会社 半導体装置およびその製造方法
US6166933A (en) * 1999-10-01 2000-12-26 Pillar Industries, Inc. Snubber circuit for an inverter having inductively coupled resistance
JP3622782B2 (ja) * 2000-03-14 2005-02-23 三菱電機株式会社 半導体装置
DE10014641C2 (de) * 2000-03-24 2002-03-07 Siemens Ag Schaltungsanordnung mit einem bidirektionalen Leistungsschalter in Common Kollektor Mode und mit einer aktiven Überspannungsschutzvorrichtung
DE10054489A1 (de) * 2000-11-03 2002-05-29 Zf Sachs Ag Leistungs-Umrichtermodul
US6456515B1 (en) * 2000-11-27 2002-09-24 Briggs & Stratton Corporation Three-phase H-bridge assembly and method of assembling the same
DE10062075A1 (de) 2000-12-13 2002-06-27 Bosch Gmbh Robert Umrichter mit integrierten Zwischenkreiskondensatoren
KR100438278B1 (ko) * 2001-12-21 2004-07-02 엘지전자 주식회사 비엘디씨모터 구동 장치
US7059797B2 (en) * 2002-07-15 2006-06-13 Joseph Sellars Sales promotional writing instrument
KR100468601B1 (ko) * 2002-08-31 2005-01-29 씨앤에이텍 주식회사 두줄권선모터를 위한 브레이크회로가 결합된 인버터의스너버와그 두줄권선 모터 내부에 장착되는 서지억제회로
JP2004096974A (ja) * 2002-09-04 2004-03-25 Yaskawa Electric Corp スナバモジュールおよび電力変換装置
DE10326321A1 (de) * 2003-06-11 2005-01-13 Compact Dynamics Gmbh Elektronische Baugruppe zum Schalten elektrischer Leistung
DE102005009376A1 (de) * 2005-03-01 2006-05-04 Siemens Ag Halbleitermodul mit integrierten Dämpfungswiderständen
JP4487199B2 (ja) * 2005-05-27 2010-06-23 Ｔｄｋ株式会社 スイッチング電源装置
JP2007295543A (ja) * 2006-03-27 2007-11-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc スイッチング回路
JP4975387B2 (ja) 2006-07-18 2012-07-11 三菱電機株式会社 電力半導体装置
JP4550093B2 (ja) * 2007-08-31 2010-09-22 三菱電機株式会社 パワーモジュール
JP4583423B2 (ja) * 2007-08-31 2010-11-17 三菱電機株式会社 パワーモジュール
JP2009219268A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Daikin Ind Ltd 電力変換装置
EP2244383A1 (en) * 2009-04-23 2010-10-27 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Method and apparatus for controlling the operation of a snubber circuit
EP2264894B1 (en) 2009-06-19 2011-10-12 Vincotech Holdings S.a.r.l. Power module with additional transient current path and power module system
US20110058398A1 (en) * 2009-09-09 2011-03-10 Universite Du Quebec A Trois-Rivieres Power converter system and method
DE102010038511A1 (de) * 2010-07-28 2012-02-02 Robert Bosch Gmbh Überspannungsschutzschaltung für mindestens einen Zweig einer Halbbrücke, Wechselrichter, Gleichspannungswandler und Schaltungsanordnung zum Betrieb einer elektrischen Maschine
LT2649302T (lt) * 2010-12-09 2018-09-10 Seabased Ab Bangų energijos jėgainės įrenginys ir jos įgyvendinimo būdas
US20160277017A1 (en) * 2011-09-13 2016-09-22 Fsp Technology Inc. Snubber circuit
DE202013104510U1 (de) * 2013-10-04 2013-11-14 Abb Technology Ag Halbleiterstapel für Umrichter mit Snubber-Kondensatoren
CN105226960B (zh) * 2014-05-28 2018-03-20 台达电子企业管理（上海）有限公司 功率模块
US9768607B2 (en) * 2015-05-11 2017-09-19 Infineon Technologies Ag System and method for a multi-phase snubber circuit
US20170062410A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-02 Semiconductor Components Industries, Llc Circuit including a rectifying element, an electronic device including a diode and a process of forming the same
JP6429246B2 (ja) * 2016-04-07 2018-11-28 住友重機械工業株式会社 電源回路
CN106230290A (zh) * 2016-09-29 2016-12-14 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 一种大功率升压开关电源的开关噪声抑制装置
US10411609B2 (en) * 2017-12-22 2019-09-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Substrate mounted inverter device
JP7159617B2 (ja) * 2018-05-25 2022-10-25 富士電機株式会社 冷却装置、半導体モジュール、車両および製造方法
JP7215194B2 (ja) * 2019-01-30 2023-01-31 富士電機株式会社 スナバ装置および電力変換装置
CN109921642A (zh) * 2019-03-22 2019-06-21 北京四方继保自动化股份有限公司 一种电压变换装置
JP2022108967A (ja) * 2021-01-14 2022-07-27 富士電機株式会社 スナバ装置および電力変換装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1151313B (de) * 1962-06-20 1963-07-11 Siemens Ag Anordnung zur Beseitigung schaedlicher Abschaltspannungsspitzen, die an Transistorenmit in Reihe geschalteten Induktivitaeten auftreten
US3435295A (en) * 1966-09-28 1969-03-25 Mohawk Data Sciences Corp Integrated power driver circuit
US3508140A (en) * 1967-05-17 1970-04-21 Honeywell Inc Symmetrical voltage limiting device apparatus
US4095163A (en) * 1976-06-01 1978-06-13 Control Concepts Corporation Transient voltage suppression circuit
JPS56133988A (en) * 1980-03-25 1981-10-20 Toshiba Corp Transistor inverter
GB2074799A (en) * 1980-04-23 1981-11-04 Marconi Co Ltd Transistor inverters
JPS576573A (en) * 1980-06-11 1982-01-13 Toshiba Electric Equip Corp Transistor inverter
US4520279A (en) * 1983-11-07 1985-05-28 Sundstrand Corporation Series transistor chopper
JPH051154Y2 (ja) * 1987-05-13 1993-01-13

Also Published As

Publication number Publication date
EP0379346A2 (en) 1990-07-25
DE69013016T2 (de) 1995-03-30
EP0379346B1 (en) 1994-10-05
US5055990A (en) 1991-10-08
DE69013016D1 (de) 1994-11-10
EP0379346A3 (en) 1991-04-24
KR900012410A (ko) 1990-08-04
JPH03136412A (ja) 1991-06-11
KR920004032B1 (ko) 1992-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2658427B2 (ja) 電力変換用半導体素子のスナバ回路とそのモジュール装置
KR930007977Y1 (ko) 전력 변환 장치의 스너버 회로
JP4277169B2 (ja) 電力用半導体モジュール
JP3229931B2 (ja) ３レベル電力変換装置
JP3652934B2 (ja) 電力変換装置
US11823971B2 (en) Power electronics system
CN111030477B (zh) 一种环形布局的模块化并联半桥集成组件
US20180084661A1 (en) Electronic module assembly having low loop inductance
JPH0628292B2 (ja) 逆阻止形トランジスタモジュール
JP3420021B2 (ja) 半導体電力変換装置
US5617293A (en) Bridge module
JP3156461B2 (ja) スナバユニット
JP2004080880A (ja) スナバ回路
JP2002141464A (ja) モジュール
JP2580804B2 (ja) 電力変換装置用トランジスタモジュール
JP4323073B2 (ja) パワーモジュール
JP2000102241A (ja) 電力変換装置
CN116800106A (zh) 一种双管并联npc三电平逆变器的叠层母排及逆变器
JP4664104B2 (ja) 電力変換装置
JP3507911B2 (ja) 電力変換器のスナバ回路
JPH01209951A (ja) 電力変換装置
JP2646763B2 (ja) 電力変換装置用トランジスタモジュール
JP2001169563A (ja) ３レベルインバータ
JP2001086770A (ja) 電力変換器の主回路構造
JP2539733Y2 (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees