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IT9021891A1 - Modulo di potenza a transistor bipolare a porta isolato - Google Patents

Modulo di potenza a transistor bipolare a porta isolato Download PDF

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Publication number
IT9021891A1
IT9021891A1 IT021891A IT2189190A IT9021891A1 IT 9021891 A1 IT9021891 A1 IT 9021891A1 IT 021891 A IT021891 A IT 021891A IT 2189190 A IT2189190 A IT 2189190A IT 9021891 A1 IT9021891 A1 IT 9021891A1
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IT
Italy
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power
module
semiconductor
circuit
terminals
Prior art date
Application number
IT021891A
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English (en)
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IT1243869B (it
Inventor
Ajit Dubhashi
Peter Richard Ewer
Brian R Pelly
Original Assignee
Int Rectifier Corp
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 Int Rectifier Corp filed Critical Int Rectifier Corp
Publication of IT9021891A1 publication Critical patent/IT9021891A1/it
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Description

FONDAMENTI DELL’INVENZIONE
Questa invenzione si riferisce ai noduli di potenza di dispositivi a semiconduttori e più in particolare si riferisce ad un nuovo nodulo di potenza che impiega i transistor bipolari a porta isolati ("IGBT") con circuiti di controllo e di comando autonomi.
I dispositivi a semiconduttore dei moduli di potenza sono ben noti e sono generalmente pacchetti di circuiti integrati multipli per applicazioni di elevata potenza come i gruppi di continuità, i comandi di azionamento dei motori, le alimentazioni di potenza a commutazione e le saldatrici ad alta frequenza. Tali noduli di potenza conterranno tipicamente due o più circuiti integrati di dispositivi a semiconduttori che possono essere diodi, tiristori, MOSFET (transistore ad effetto di campo ad ossidi metallici) e circuito integrato di transistori collegati Darlington o combinazioni di tali circuiti integrati che sono collegati in correlazioni di circuiti prefissati come i ponti di semionda, i ponti di onda completa, i collegamenti in parallelo e simili. I circuiti integrati solitamente sono collegati termicamente a, ma sono isolati elettricamente da un dispersore di calore massiccio.
Quindi il modulo contiene una carcassa di isolamento per racchiudere il circuito integrato e i relativi collegamenti.
I collegamenti dei terminali per i terminali di corrente alternata o di corrente continua e per i terminali di comando sono realizzati sulla superficie della carcassa.
Un nodulo di potenza tipico viene reso noto nel foglio dati della International Bectifier No. PD-9.453B che illustra una configurazione a semiponte che conprende due MOSFET di potenza contenuti entro una carcassa comune e collegati in buona correlazione termica con un dispersore di calore massiccio. Questo foglio dati appare nel "Manuale dei progettisti di MOSFET di potenza HEXFET" pubblicato dalla Soc. International Bectifier Corporation, 4a edizione, in data 9/87, pagg. F-39/F-44. La costruzione interna di tali dispositivi è illustrata tipicamente nel brevetto USA No. 4 047 197.
I moduli di potenza richiedono attualmente dei circuiti di controllo esterni, degli isolatori esterni per isolare i collegamenti elettrici di controllo dai dispositivi di potenza entro la carcassa e dei circuiti di controllo adatti previsti per i moduli di potenza come i circuiti di limitazione della corrente ad azionamento rapido della corrente che rispondono cui una condizione di guasto della corrente o altre condizioni rilevate nella corrente di uscita. Pertanto è stata progettata o realizzata con un considerevole numero di collegamenti esterni realizzati dall'utente del modulo.
Inoltre è risultato desiderabile utilizzare il circuito integrato IGBT per esempio al posto del circuito integrato a transistor Darlington bipolare nei moduli di potenza, in particolare per le applicazioni di azionamento dei motori. Tuttavia i circuiti integrati IGBT generalmente hanno una capacità di corto circuito di soli pochi microsecondi per cui le applicazioni di azionamento del motore richiedono una capacità di corto circuito di almeno 10 - 20 microsecondi. Le caratteristiche dei circuiti integrati IGBT possono essere modificate per ottenere una capacità di corto circuito superiore ma solo a spese di altre importanti caratterietiche del dispositivo.
SOMMARIO DELL’INVENZIONE
In accordo con una prima caratterietica della presente invenzione è stato rilevato che un dispositivo IGBT può essere controllato con circuiti di controllo relativamente semplici e di basso consumo di potenza se raffrontati, per esempio, con i circuiti di controllo di alta potenza più complessi richiesti dai dispositivi bipolari. In accordo con l’invenzione i singoli circuiti integrati a semiconduttori di piccole dimensioni che contengono dei circuiti di controllo integrati che comprendono delle caratteristiche di limitazione della corrente e di azionamento rapido della corrente sono contenuti entro la carcassa del modulo di potenza.
L’isolamento elettrico dei segnali di controllo applicati esternamente viene ottenuto tramite un piccolo optoisolatore o un trasformatore di isolamento che possono anche essere contenuti entro la carcassa del modulo di potenza. Pertanto l’utente del modulo di potenza non ha più la necessità di eseguire un progetto di un isolamento ausiliario o di un circuito di controllo e può usare il modulo semplicemente collegando i terminali di potenza del modulo al suo circuito di potenza e interfacciando i terminali di ingresso isolati sul modulo direttamente con la logica di controllo o con i microprocessori o simili dell’utente. Il modulo risultante sarà estremamente robusto e sarà protetto in modo autonomo contro la sovracorrente e si avrà una migliore affidabilità complessiva del sistema.
Come ulteriore caratteristica dell'invenzione, il circuito integrato IGBT che viene utilizzato è un circuito integrato che presenta delle caratteristiche di rilevamento della corrente.
Pertanto è noto che i circuiti MOSFET di potenza, che sono dispositivi multicellulari, possono avere poche delle loro celle isolate dal corpo principale delle celle. Un collegamento di alimentazione separato viene realizzato per le celle isolate e la corrente che passa nelle celle isolate sarà proporzionale alla corrente totale che attraversa il circuito integrato.
I dispositivi MOSFET di potenza a rilevamento della corrente di questo tipo sono illustrati e descritti nella Nota 959 della International Rectifier Application contenuta alle pagine da 1-151 a I-156 del suddetto "Manuale dei progettisti di MOSFET di potenza HEXFET” pubblicato dalla Soc. International Rectifier in data 9/87. I dispositivi IGBT hanno la stessa struttura multicellulare di un dispositivo MOSFET di potenza ma avranno un substrato che ha un tipo di conducibilità opposta a quella dello strato epitassiale realizzato che contiene la struttura multicellulare che definisce il dispositivo. Conseguentemente tramite le semplici celle di isolamento scelte di un dispositivo IGBT in un modo identico a quello impiegato nella fabbricazione di dispositivi MOSFET a rilevamento della corrente viene realizzato un terminale di rilevamento che trasporta una corrente limitata che è direttamente proporzionale alla corrente totale che passa attraverso i terminali principali del dispositivo IGBT. Un dispositivo IGBT a terminale di rilevamento della corrente commercialmente disponibile è il dispositivo del tipo GSI525 della General-Electric Company. Il terminale di rilevamento può quindi essere collegato in modo adatto con i circuiti di controllo della corrente nel circuito integrato di controllo che è contenuto nello stesso pacchetto che contiene il circuito integrato di potenza IGBT. Realizzando questa funzione di misura della corrente diventa possibile impiegare il dispositivo IGBT con una capacità di corto circuito di soli pochi microsecondi nelle applicazioni di azionamento di potenza come negli azionamenti dei motori, ed essere certi della protezione del dispositivo IGBT e del carico evitando danni nel caso di una condizione di guasto tramite la immediata modulazione della porta non appena viene rilevata una corrente in eccesso. A titolo di esempio il dispositivo IGBT può essere fornito con una limitazione della corrente interna pari a circa due volte la corrente di lavoro di picco normale in modo che i noduli di potenza IGBT possano essere usati in nodo sicuro nelle applicazioni di azionamento dei motori senza ridurre la capacità di corto circuito limitata di un dispositivo IGBT.
Altre caratteristiche e vantaggi della presente invensione diverranno evidenti dalla descrizione seguente dell'invenzione fatta con riferimento ai disegni allegati.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
- La Figura 1 illustra una vista in pianta del profilo del pacchetto di un modulo di potenza tipico che può incorporare il dispositivo IGBT e i controllori contenuti nel suo interno e gli isolatori facenti parte dell’invenzione;
- La Figura 2 è una vieta in pianta del modulo di potenza della Figura 1;
- La Figura 3 è una vista in sezione trasversale schematica di poche celle isolate dal corpo delle celle di un dispositivo IGBT per produrre la capacità di rilevamento della corrente;
- La Figura 4 è uno schema elettrico funzionale del nuovo modulo di potenza dell’Invenzione che incorpora i dispositivi di rilevamento della corrente;
- La Figura 5 è una vista in sezione trasversale parziale di una ulteriore forma di realizzazione di un modulo di potenza per il circuito della Figura 4.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DEI DISEGNI
Facendo riferimento dapprima alle Figure 1 e 2, in esse viene illustrato un modulo di potenza tipico 10 che comprende una piastra di base conduttiva robusta 11, che può essere collegata con bulloni ad un dispersore di calore. Una carcassa di isolamento 12 incorpora il circuito integrato o le giunzioni a semiconduttori nudi che sono collegati termicamente alla piastra di base 11 e che sono collegati reciprocamente in configurazioni predeterminate, per esempio come un semiponte, un ponte completo o simile. Per esempio la carcassa delle Figure 1 e 2 è adatta per definire una configurazione a semiponte e conterrà due circuiti integrati a semiconduttori collegati reciprocamente in serie che hanno la stessa polarità di giunzione, le ulteriori estremità del circuito in serie definendo i terminali positivo e negativo, rispettivamente, ed il nodo fra i due dispositivi definendo un conduttore di uscita a corrente alternata. I terminali sulla parte esterna della carcassa 12 sono collegati con il circuito integrato interno e comprendono dei terminali a vite 13, 14 e 15 che definiscono un terminale a corrente alternata, un terminale positivo ed un terminale negativo rispettivamente. In aggiunta ai terminali del modulo di potenza indicati con i numeri da 13 a 15, la superficie della carcassa contiene anche una pluralità di terminali di controllo 16, 17 e 18 che sono collegati elettricamente con gli elettrodi di comando del circuito integrato che possono essere contenuti entro la carcassa 12. Il pacchetto della carcassa ha un profilo simile al profilo JEDEC TO-240AA. Esso ha una lunghezza totale di approssimati-vamente 92 millimetri una larghezza di approssimativamente 20 millimetri ed un’altezza di approssimativamente 32 millimetri. Tali dispositivi forniranno delle uscite di tensione di circa 500 volt con una resistenza inserita di approssimativamente 200 milliohm e avranno una corrente di uscita di approssimativamente 22 ampere. La capacità di corrente può essere aumentata in modo sostanziale introducendo un qualsiasi numero desiderato di circuiti integrati di potenza collegati in parallelo fra loro. Come verrà descritto successivamente un aspetto della presente invenzione consiste nel fatto che il circuito integrato di controllo contenente i collegamenti elettrici di controllo della corrente per un dispositivo IGBT e un circuito integrato opto-isolatore o trasformatore di impulsi di isolamento sono molto piccoli dato che i dispositivi IGBT hanno dei requisiti di potenza di controllo relativamente limitati e pertanto possono essere contenuti entro la carcassa 12 delle Figure 1 e 2 con il circuito integrato IGBT multiplo.
La Figura 3 illustra una parte di un dispositivo IGBT per illustrare il modo con il quale poche celle del dispositivo possono essere isolate per definire un terminale di uscita a rilevamento della corrente. Pertanto nella Figura 3 il dispositivo viene illustrato per un canale N IGBT che comprende un substrato del tipo P 20 avente uno strato epitassiale N(-) 21 realizzato sulla sua superfic e. Viene illustrato un elevato minerò di celle identiche da 22 a 27 ciascuna delle quali contiene una rispettiva zona di alimentazione. Attualmente un singolo circuito integrato può contenere diverse migliaia di tale celle su un circuito integrato e può avere approssimativamente una superficie con lati di 1/4 di pollice per un 1/4 di pollice, una dimensione attuale del circuito integrato che può essere utilizzata nel circuito integrato MOSFET di dimensione HEX 5, venduto dall’assegnataria della presente invenzione, ma implementato come un IGBT invece che come un dispositivo MOSFET.
I segmenti di porta di polisilicone che comprendono un segmento di porta 28 sono quindi forniti con strati di ossido di porta convenzionali superiori e forniscono i mezzi per controllare l’accensione e lo spegnimento del dispositivo IGBT. Un elettrodo 29 emettitore (o sorgente) comune copre la superficie superiore maggiore del circuito integrato ed è collegato elettricamente con le varie zone di alimentazione del dispositivo.
In accordo con una tecnologia ben nota, è possibile separare l'elettrodo emettitore in lastra e formare un piccolo segmento isolato 30 dell’elettrodo come illustrato nella Figura 3. Il segmento di elettrodo 30 può essere collegato con un terminale di rilevamento della corrente S nella Figura 3, mentre il corpo principale dell’elettrodo emettitore 29 è collegato con un terminale emettitore e con un terminale K come illustrati.
Durante il funzionamento, quando il dispositivo viene acceso, ciascuna cella esegue la sua azione della corrente totale del dispositivo. Conseguentemente la corrente trasportata fra l'elettrodo di rilevamento 30 e l’elettrodo collettore C fissato al fondo della zona 20 del tipo P sarà una parte fissa della corrente principale totale trasportata fra l’elettrodo emettitore 29 e il collettore.
Un dispositivo IGBT a rilevamento della corrente come quello della Figura 3 è usato vantaggiosamente come il dispositivo IGBT della presente invenzione.
La Figura 4 illustra uno schema circuitale della presente invenzione nel quale tutti ì componenti del dispositivo sono contenuti entro la carcassa del modulo 12 illustrata schematicamente con linee tratteggiate nella Figura 4.
Il nuovo circuito a modulo a semiponte della Figura 4 comprende due circuiti integrati IGBT 40 e 41, ciascuno dei quali contiene i terminali corrispondenti a quelli descritti nella Figura 3. I dispositivi 40 e 41 sono collegati fra il terminale positivo 14 della carcassa 12 e il terminale negativo 15, rispettivamente e il nodo fra i due è collegato al terminale di uscita a corrente alternata 13. Se desiderato, un numero qualsiasi di circuiti integrati IGBT collegati in parallelo può essere usato per aumentare la prestazione della corrente del dispositivo.
I diodi a volano 42 e 43 sono collegati in parallelo con i dispositivi IGBT 40 e 41, rispettivamente in un modo noto, nel quale questi diodi sono preferibilmente diodi a recupero rapido aventi sostanzialmente la stessa prestazione di tensione e corrente del dispositivo IGBT. I diodi 42 e 43 sono nella forma di circuito integrato e verranno collegati termicamente con e saranno sostenuti dallo stesso dispersore di calore 11 delle Figure 1 e 2 con i dispositivi IGBT di potenza 40 e 41.
Due gruppi a circuito integrato 44 e 45 sono previsti per azionare e controllare i dispositivi IGBT 40 e 41, rispettivamente, in risposta a certe condizioni di corrente di uscita. Ciascuno di questi circuiti integrati può essere implementato in una forma di circuito integrato molto piccolo e il circuito stesso può essere montato con i dispositivi IGBT 40 e 41 o può essere sospeso liberamente entro la carcassa se desiderato. I circuiti di controllo possono avere la struttura indicata nella nota applicativa AN-978 intitolata "Controllore IC ad alta tensione e alta velocità per circuiti a ponte HEXFET o IGBT" datato giugno 1988. Inoltre due circuiti optoisolatori 46 e 47 di forma convenzionale sono forniti nei circuiti integrati di controllo 44 e 45, rispettivamente. Gli optoisolatori, ciascuno nella sua carcassa, sono contenuti entro la carcassa del modulo 12. In alternativa dei trasformatori di isolamento a impulso limitato possono essere usati al posto degli optoisolatori. I terminali di controllo esterni 16, 17 e 18 della Figura 4 corrispondono ad un terminale di controllo del dispositivo superiore per il dispositivo IGBT 40, un terminale di controllo del dispositivo inferiore 17 per il dispositivo IGBT 41 ed un terminale di terra 18. I terminali superiore ed inferiore 16 e 17 sono collegati ai LED degli optoisolatori 46 e 47, rispettivamente. Ciascuno dei terminali 16, 17 e 18 può essere collegato con una logica di controllo o microprocessore o simile dell’utente.
Come specificato precedentemente un certo numero di dispositivi IGBT può essere collegato in parallelo per definire una prestazione superiore. A tìtolo di esempio, sei circuiti integrati possono essere collegati in parallelo, ciascuno avendo una superficie di 1/4 di pollice per 1/4 di pollice ed azionato a
5 kilohertz per realizzare un’alimentazione di potenza di 600 volt, 150-200 ampere. L’alimentazione di controllo per i circuiti integrati 44 e 45 è derivata dal circuito che comprende il resistere di riduzione 50 e il diodo Zener 51. Il resistore di riduzione 50 può avere una prestazione di approssimativamente 1 watt per ciascun dispositivo IGBT collegato in parallelo. Il diodo Zener 51 può essere un diodo Zener di 18 volt con una dissipazione effettiva di potenza di approssimativamente 0,30 watt quando si utilizzano dei dispositivi IGBT collegati in parallelo al posto dei dispositivi singoli 40 e 41. In alternativa la potenza di controllo può essere derivata da un’alimentazione di potenza come quella indicata nel domanda contemporanea No. di serie 07/366689, registrata il 15 giungo 1989, intitolata "CIRCUITO CONVERTITORE IN OPPOSIZIONE IN CASCATA CON RIDOTTA PERDITA DI POTENZA" (IR-955) opportunamente modificato con funzioni di controllo adatte della corrente .
Inoltre viene previsto un capacitore 60 di caricamento (boot strap) ed un diodo 61, il quale capacitore 60 può avere una capacitanza di 1-10 microfarad a 30 volt. Il dispositivo IGBT inferiore 41 viene fornito anche con un capacitore 62 che può anche avere una capacitanza di 1-10 microfarad a 30 volt.
Il funzionamento del circuito di caricamento (boot strap) è il seguente:
Mentre il dispositivo 41 è attivato, un capacitore di boot strap 60 viene caricato dalla tensione di polarizzazione prodotta dal diodo Zener 51 e attraverso il diodo di boot strap 61. Quando il dispositivo IGBT 41 si spegne e il dispositivo IGBT 40 inizia ad accedersi, la tensione di alimentazione del dispositivo IGBT 40 aumenta, la tensione sul capacitore 60 aumenta in modo corrispondente, inverte il diodo di boot strap di polarizzazione 61, e fornisce un’alimentazione di polarizzazione oscillante all'alimentazione del dispositivo IGBT 40. Una memoria tampone di bassa tensione dentro il controllore 44 (non rappresentato) viene usata per controllare il dispositivo IGBT 40. Il capacitore 60 viene ricaricato regolarmente attivando il dispositivo IGBT 41.
Il contatto di rilevamento di ciascun dispositivo IGBT 40 e 41 è collegato in serie con i resistori di rilevamento 70 e 71 rispettivamente, che nel caso di sei dispositivi IGBT collegati in parallelo in ciascuna delle posizioni dei dispositivi IGBT 40 e 41 avrebbe una potenza di circa 0,2 watt.
La tensione sviluppata attraverso il resistore di rilevamento è correlata funzionalmente con la corrente di potenza totale che attraversa i rispettivi dispositivi IGBT 40 e 41 ed un segnale proporzione a tale corrente viene inviato in retroazione ai circuiti di controllq dei circuiti integrati di controllo 44 e 45. Tipicamente i circuiti integrati 44 e 45 avranno dei circuiti integrati di controllo di 30 volt con un’uscita di 2 ampere.
Ciascuno dei circuiti integrati di controllo è anche fornito con capacitori di temporizzazione 80 e 81, rispettivamente, ciascuno dei quali può essere un dispositivo di 0,001 microfarad a 30 volts. Ciascuno dei circuiti integrati di controllo ha un elettrodo di uscita collegato con le porte dei dispositivi IGBT 40 e 41, rispettivamente, per controllare l’accensione e lo spegnimento del suo rispettivo dispositivo. I circuiti integrati di controllo 44 e 45 conterranno anche dei circuiti di limitazione della corrente di corto circuito e dei circuiti di azionamento rapido della corrente che sono attivati dal segnale misurato attraverso i resistori di rilevamento 70 e 71. Questi circuiti possono essere disposti in un modo ben noto ad un progettista di circuiti per limitare la corrente ad un valore non superiore a due volte la corrente di lavoro di picco normale tramite la regolazione del segnale di porta quando la corrente di rilevamento tenta di superare tale valore. Inoltre essi avrebbero un azionamento rapido della corrente interna adatto per attivarsi dopo circa 10 - 15 microsecondi (questo tempo viene regolato dai suddetti capacitori di temporizzazione 80 e 81) se la corrente supera una corrente nominale per un certo periodo di tempo.
La Figura 5 illustra un'altra forma di realizzazione per incorporare il circuito -della Figura 4 in un modulo di potenza e in particolare illustra la parte interna del modulo.
I componenti del modulo di potenza sono posti in due piani distanziati, un piano del dispositivo di potenza 110 contenente le parti di alta potenza, ed un piano del circuito di controllo 111 contenente i componenti di controllo di bassa potenza. Una scatola rettangolare cava in un solo pezzo 112, aperta nel suo fondo, definisce il corpo della carcassa. Uno o più occhielli di montaggio 113 e 114 sono posti sui lati opposti del fondo della carcassa.
Una scheda a circuito stampato 115 che sostiene i vari componenti di controllo, è disposta nel piano 111 e sostiene i componenti di controllo come i controllori a porta 44 e 45 e gli optoaccoppiatori 46 e 47 (Figura 4) e le parti discrete associate con il circuito di controllo di bassa potenza. I terminali 16, 17 e 18 della Figura 4 si estendono dai componenti posti sulla scheda a circuito stampato 115 e sono accessibili nei terminali che si estendono attraverso la carcassa 112, come illustrato per i terminali 16 della Figura 5 che definisce un terminale del tipo ad innesto. Il fondo aperto della carcassa 112 ha un dispersore di calore di rame 120 fissato attraverso di esso per completare la carcassa. Il dispersore di calore 120 può comprendere due lastre sottili di rame 121 e 122 con uno strato 123 di materiale di isolamento che ha uno strato di rame 122 applicato direttamente su di esso. Il rame collegato direttamente sullo strato 124 può essere configurato come desiderato per ricevere e fornire gli strati di elettrodi di isolamento per vari dispositivi di potenza. Come esempio, i dispositivi di potenza 40, 41, 42, 43, 51 e 61 tutti nella forma di circuito integrato, hanno le loro superfici posteriori saldate a segmenti conduttivi isolati dello strato 124. I loro terminali di controllo sono collegati reciprocamente come desiderato. Molti dispositivi, non illustrati, possano essere usati in parallelo per ciascuno dei singoli dispositivi illustrati.
I conduttori contenuti nella carcassa 112, non rappresentati, realizzano il collegamento, attraverso la carcassa 112 con i nuclei 13, 14 e 15 dei terminali esterni. I conduttori di potenza possono essere collegati con i terminali 130, 131 e 132 e le loro rispettive barre di pressione 133, 134, e 135.
Sebbene la presente invenzione sia stata descritta in relazione con le particolari forme di realizzazione di essa, molte altre varianti e modifiche ed altri usi diverranno evidenti alle persone esperte della tecnica. Pertanto viene preferito che la presente invenzione sia limitata non dalle specifiche rivelazioni illustrate ma solo dalle rivendicazioni allegate.

Claims (17)

  1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Un modulo di potenza a dispositivi semiconduttori comprendente in combinazione: un dispersore di calore conduttore· una pluralità di circuiti integrati semiconduttori di potenza montati in correlazione di conduttività termica con il detto dispersore di calore conduttivo; ciascuno dei detti circuiti integrati a semiconduttori di potenza avendo una coppia di terminali di potenza principali ed un terminale di controllo azionabile in modo da accendere e spegnere il rispettivo circuito integrato; un dispositivo a semiconduttore del circuito di controllo per ciascuno dei detti circuiti integrati di potenza; i detti dispositivi a semiconduttore del circuito di comando avendo dei terminali di ingresso e dei terminali dì uscita; i detti terminali di uscita dei detti dispositivi a semiconduttore del circuito di controllo essendo collegati fra almeno uno dei detti terminali di potenza principali e il detto terminale di controllo dei loro rispettivi circuiti integrati di potenza; un dispositivo accoppiatore di isolamento per ciascuno dei detti dispositivi a semiconduttore del circuito di controllo avendo dei terminali di ingresso ed uscita isolati; i detti terminali di uscita del dispositivo accoppiatore di isolamento collegato con i detti terminali di ingresso del loro dispositivo a semiconduttore del circuito di controllo rispettivo; un’alimentazione di potenza locale per ciascuno dei detti dispositivi a semiconduttore del circuito di controllo che è collegata fra i ed alimentata dai terminali di potenza selezionati del detto circuito integrato a semiconduttore di potenza; una carcassa di isolamento collegata con il detto dispersore di calore conduttivo e che racchiudere ciascuno dei detti circuiti integrati a semiconduttore di potenza, i detti dispositivi a semiconduttori del circuito di controllo, i detti dispositivi accoppiatori di isolamento e le dette alimentazioni di potenza locali ed i loro collegamenti reciproci; una pluralità di terminali di collegamento di potenza esterni fissati alla superficie esterna della detta carcassa di isolamento e collegati elettricamente ai detti terminali ' di potenza principali del detto circuito integrato semiconduttore di potenza; ed una pluralità di terminali di controllo esterni fissati alla superficie esterna della detta carcassa di isolamento e collegati elettricamente con i detti terminali di ingresso dei detti dispositivi accoppiatori di isolamento.
  2. 2. Il modulo di potenza della rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuno dei detti circuiti integrati a semiconduttore di potenza ha un ulteriore terminale di rilevamento della corrente che ha una corrente di uscita generalmente proporzionale alla corrente che passa fra le sue coppie di terminali di potenza principali; ciascuno dei detti dispositivi semiconduttori del circuito di controllo comprendendo dei circuiti di controllo che vengono attivati dalla corrente e i relativi terminali; il detto terminale di rilevamento della corrente del detto circuito integrato a semiconduttore di potenza essendo collegato al detto circuito di controllo sensibile alla corrente del suo rispettivo dispositivo semiconduttore del circuito di controllo.
  3. 3. Il modulo della rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che ciascuno dei detti circuiti integrati a semiconduttore di potenza è un dispositivo IGBT.
  4. 4. Il modulo della rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che inoltre comprende una pluralità di diodi di potenza nella forma di circuito integrato; ciascuno dei detti diodi di potenza collegato termicamente con il detto dispersore di calore e rispettivamente collegato in parallelo con i rispettivi diodi del detto circuito integrato a semiconduttore di potenza ed agenti come rispettivi diodi volano.
  5. 5. Il modulo della rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta alimentazione di potenza locale comprende un diodo Zener.
  6. 6. Il modulo della rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la detta alimentazione di potenza locale comprende un diodo Zener.
  7. 7. Il modulo della rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la detta alimentazione di potenza locale comprende un diodo Zener.
  8. 8. Il modulo della rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta alimentazione di potenza locale comprende un diodo Zener.
  9. 9. Il modulo della rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti terminali di collegamento di potenza esterni comprendono almeno un primo èd un secondo terminale a corrente continua collegati con il primo ed il secondo circuito integrato a semiconduttore di potenza ed un terminale di corrente alternata collegato con ciascuno dei detti primo e secondo circuito integrato di potenza a semiconduttore, per cui il detto modulo definisce almeno una struttura a semiponte.
  10. 10. Il modulo della rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti terminali di collegamento di potenza esterni comprendono almeno un primo ed un secondo terminale a corrente continua collegati con il primo ed il secondo circuito integrato a semiconduttore di potenza ed un terminale di corrente alternata collegato con ciascuno dei detti primo e secondo circuito integrato di potenza a semiconduttore, per cui il detto modulo definisce almeno una struttura a semiponte.
  11. 11. Il modulo della rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i detti terminali di collegamento di potenza esterni comprendono almeno un primo ed un secondo terminale a corrente continua collegati con il primo ed il secondo circuito integrato a seniconduttore di potenza ed un terminale di corrente alternata collegato con ciascuno dei detti primo e secondo circuito integrato di potenza a semiconduttore, per cui il detto modulo definisce almeno una struttura a semiponte.
  12. 12. Il modulo della rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i detti terminali di collegamento di potenza esterni comprendono almeno un primo ed un secondo terminale a corrente continua collegati con il primo ed il secondo circuito integrato a semiconduttore di potenza ed un terminale di corrente alternata collegato con ciascuno dei detti primo e secondo circuito integrato di potenza a semiconduttore, per cui il detto modulo definisce almeno una struttura a semiponte.
  13. 13. Il modulo della rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i detti terminali di collegamento di potenza esterni comprendono almeno un primo ed un secondo terminale a corrente continua collegati con il primo ed il secondo circuito integrato a semiconduttore di potenza ed un terminale di corrente alternata collegato con ciascuno dei detti primo e secondo circuito integrato di potenza a semiconduttore, per cui il detto modulo definisce almeno una struttura a semiponte.
  14. 14. Il modulo della rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i detti terminali di collegamento di potenza esterni comprendono almeno un primo ed un secondo terminale a corrente continua collegati con il primo ed il secondo circuito integrato a semiconduttore di potenza ed un terminale di corrente alternata collegato con ciascuno dei. detti primo e secondo circuito integrato di potenza a semiconduttore, per cui il detto modulo definisce almeno una struttura a semiponte.
  15. 15. Il modulo della rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti circuiti integrati a semiconduttore di potenza sono selezionati dal gruppo comprendente i dispositivi MOSFET, IGBT, tiristori, transistori Darlington collegati e transistori di potenza.
  16. 16. Il modulo della rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i detti circuiti integrati a semiconduttore di potenza sono selezionati dal gruppo comprendente i dispositivi MOSFET, IGBT, tiristori, transistori Darlington collegati e i transistori di potenza.
  17. 17. Il modulo della rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il detto circuito integrato a semiconduttore di potenza sono selezionati dal gruppo comprendente i dispositivi MOSFET, IGBT, tiristori, transistori Darlington collegati e i transistori di potenza. Si dichiara che la traduzione precedente è una traduzione fedele della descrizione del brevetto d’invenzione la cui concessione è pubblicata nel Bollettino No. del
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