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JPH09219970A - 半導体電力変換装置 - Google Patents

半導体電力変換装置

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Publication number
JPH09219970A
JPH09219970A JP8024976A JP2497696A JPH09219970A JP H09219970 A JPH09219970 A JP H09219970A JP 8024976 A JP8024976 A JP 8024976A JP 2497696 A JP2497696 A JP 2497696A JP H09219970 A JPH09219970 A JP H09219970A
Authority
JP
Japan
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module
terminals
converter
inverter
package
Prior art date
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Pending
Application number
JP8024976A
Other languages
English (en)
Inventor
Shogo Ogawa
省吾 小川
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP8024976A priority Critical patent/JPH09219970A/ja
Publication of JPH09219970A publication Critical patent/JPH09219970A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】コンバータ用モジュールとインバータ用モジュ
ールを組合わせて構築した半導体電力変換装置を対象
に、サージ電圧,誘導ノイズに起因する半導体パワー素
子の誤動作の発生防止を図る。 【解決手段】ブリッジ回路を構成する複数のパワー素子
を内蔵したパッケージ8の上面にU,V,WおよびP,
Nの主回路端子,制御端子を配列してなるコンバータ用
モジュールとインバータ用モジュールを組合わせ、各モ
ジュールの相互間でP,N端子の間にブスバー14を配
線して構築した半導体電力変換装置において、コンバー
タ3とインバータ4のP,N端子同士が、互いに向かい
合って左右対称位置に並ぶような端子配列に設定するこ
とにより、P,N端子同士の間に配線したブスバー14
の配線長を短くして配線インダクタンスを小さくし、併
せてブスバー14の通電による半導体素子への誘導ノイ
ズの影響を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機制御などの
分野に適用するコンバータ,インバータの組合わせから
なる半導体電力変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】まず、3相交流電源から給電して交流電
動機をインバータ制御する電力変換装置の回路図を図5
に示す。図において、1は3相交流電源、2は3相交流
電動機、3はコンバータ、4はインバータ、5はコンバ
ータ3とインバータ4との間に接続した平滑用コンデン
サである。ここで、コンバータ3,インバータ4として
は、IGBTなどのパワートランジスタ6,フライホイ
ールダイオード7でフルブリッジ回路を構成した3相回
路用のパワートランジスタモジュールが採用されてい
る。
【0003】ここで、前記のコンバータ3,インバータ
4に用いるパワートランジスタモジュールの構造例を図
3(a),(b)に、またその内部回路を図4に示す。図
3において、8はパワートランジスタモジュールの樹脂
封止型パッケージであり、該パッケージ8には図4の3
相フルブリッジ回路を構成する6素子分のパワートラン
ジスタ6,フライホイールダイオード7の半導体素子が
組み込まれており、かつパッケージ8の上面には外部導
出端子として交流主回路端子(U,V,W)9、直流主
回路端子(P,N)10、および制御端子11が、方形
状をなすパッケージの周縁に振り分けて配列されてい
る。
【0004】次に、図3に示したパワートランジスタモ
ジュールを2個組合わせ、その一方をコンバータ用,他
方をインバータ用として構築した半導体電力変換装置の
従来構成を図6に示す。すなわち、コンバータ3,イン
バータ4として使用する2個のモジュールはパッケージ
8を図示のような向きに並置した上で、電源1とコンバ
ータ3のU,V,W端子との間、インバータ4のU,
V,W端子と電動機2との間、およびコンバータ3の
P,N端子とインバータ4のP,N端子との間を、それ
ぞれ外部配線用のブスバー12,13,および14を介
して相互接続するようにしている。なお、平滑用コンデ
ンサ5はブスバー14から枝分かれした分岐バー14a
に接続されている。
【0005】なお、前記構成とは別に、各独立したパワ
ートランジスタ(例えばIGBT)の複数個を組合わせ
てインバータのブリッジ回路を構築する場合に、ブリッ
ジ回路の上アームに採用するトランジスタと下アームに
採用するトランジスタとの間で各トランジスタのパッケ
ージ上面に設けたエミッタ,コレクタ,制御端子の配列
を変え、各パワートランジスタを相互接続するブスバー
の配線作業が容易に行えるようにしたものが実公平4−
36230号公報に開示されて公知である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図6に示し
た従来装置の構成では次記のような問題点がある。すな
わち、 1)コンバータ3,およびインバータ4では、P,N端
子がいずれも同一配列でパッケージ8の左サイドの周縁
に配列されている。このために、P,N端子同士の相互
間に接続したブスバー14の配線距離が長くなって配線
インダクタンスが大きくなるほか、平滑コンデンサ5に
接続した分岐バー14aもインバータ4のパッケージ側
に偏っていることから、これらが原因でP,N端子間に
大きなサージ電圧が発生する。
【0007】2)ブスバー14が一方のモジュール(図
示例ではコンバータ用モジュール)のパッケージ上方を
通って敷設されるため、ブスバー14の通電に伴う電磁
誘導が原因で、ブスバー14の直下に並ぶ半導体パワー
素子が誤動作するおそれがある。本発明は上記の点にか
んがみなされたものであり、コンバータ用モジュールと
インバータ用モジュールのパッケージ上面に設けた主回
路端子の配列を巧みに変更する簡単な手段で、先記した
サージ電圧の発生,誘導ノイズに起因する半導体パワー
素子の誤動作が防げるようにした半導体電力変換装置を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体電力変換装置は次記のように構成す
るものとする。すなわち、電力変換装置を構成する入力
側のコンバータ,出力側のインバータとして、単一のパ
ッケージに複数個のスイッチング素子としてのパワー半
導体素子(IGBT)を組み込んでブリッジ回路を構成
し、かつパッケージの上面周縁に振り分けて交流,直流
の入出力用主回路端子,および制御端子を配列した構成
になるパワーモジュールを採用し、これらコンバータ用
モジュールとインバータ用モジュールを左右に並べた上
で、各モジュールのパッケージ相互間にまたがり直流主
回路端子の間にブスバーを接続して構築した半導体電力
変換装置において、コンバータ用モジュールとインバー
タ用モジュールとでは、各モジュールのパッケージ上面
に設けた直流主回路端子の配列を、同じ極性の端子同士
が向かい合うように左右対称位置に配列するものとし、
具体的には方形状になるパッケージ上面の対向二辺に交
流主回路端子,制御端子を振り分けて配列するととも
に、直流主回路端子は、コンバータ用モジュールとイン
バータ用モジュールのパッケージを左右に並べた状態
で、互いに向かい合う辺に配列する。
【0009】上記のように端子配列を変えた仕様の異な
る2個のパワートランジスタモジュールを用意し、その
一方をコンバータ,他方をインバータに用いて電力変換
装置を構築する場合には、双方のモジュールのパッケー
ジを直流主回路端子(P,N端子)同士が向かい合って
隣接するような向きに並べ、この配置でモジュール相互
間にブスバーを外部配線する。これにより、コンバータ
のP,N端子とインバータのP,N端子との間を結ぶブ
スバーの配線長が最短となり、しかもブスバーの配線経
路がモジュールのパッケージ上面を横切ることもない。
【0010】したがって、ブスバーの配線インダクタン
スが小さくなり、さらにブスバーの通電に伴う電磁誘導
がパッケージに内蔵されている半導体パワー素子に及ぼ
す影響も殆どなくなり、これによりサージ電圧,誘導ノ
イズに起因する誤動作の発生が防止される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。なお、実施例の図中で図6に対応する
同一部材には同じ符号が付してある。まず、図1に図6
と対応する本発明実施例の構成を示す。ここで、コンバ
ータ3には図2(a),(b)で示すような端子配列に定
めたパワートランジスタモジュールが採用され、インバ
ータ4には図3(a),(b)で示すような端子配列に定
めたパワートランジスタモジュールが採用されている。
すなわち、コンバータ用モジュールは、図2(a)で表
すようにパッケージ8の上面周縁に振り分けて配列した
各種端子のうち、対向する2辺(図面の上下辺)には制
御端子11,交流主回路端子(U,V,W端子)9が、
また右側辺に直流主回路端子(P,N端子)10が配列
されている。これに対して、インバータ用モジュールで
は、図3(a)で表すようにP,N端子が図2のモジュ
ールとは逆にパッケージ8の左側辺に配列されている。
つまりP,N端子に関しては、図2のモジュールと図3
のモジュールとでは端子配列が左右対称に設定されてい
る。
【0012】そして、図2,図3に示したパワートラン
ジスタモジュールを組合わせて図1に示す電力変換装置
を組む場合には、コンバータ3,インバータ4の各モジ
ュールのパッケージ8を図示のようにP,N端子同士が
左右に向かい合うよう並置し、この状態で電源1,電動
機2との間にブスバー12,13を配線し、モジュール
相互間ではP,N端子の同じ極性端子同士の間にブスバ
ー14を配線する。なお、平滑用コンデンサ5はブスバ
ー14から枝分かれして引出した分岐ブスバー14aに
接続するものとする。
【0013】ここで、図1と図6(従来構成)とを比較
すると、図1の構成ではコンバータ3とインバータ4と
の相互間に配線したブスバー14の配線長が大幅に短縮
され、かつブスバー14がコンバータ3のパッケージ上
方を横切ることもない。したがって、ブスバー14の配
線インダクタンスは図6の構成に較べて小さくなり、か
つブスバー14の通電に伴う電磁誘導が各モジュールの
パッケージに内蔵されたパワー半導体素子(図4参照)
に悪影響を及ぼすことも殆ど無くなる。
【0014】なお、図示実施例は3相回路を例示した
が、単相回路,多相回路の場合にも同様に実施できるこ
とは勿論である。
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、直
流主回路端子の配列を左右対称位置に設定した仕様の異
なる2種類のモジュールをコンバータ用モジュール,イ
ンバータ用モジュールとして組合わせることで、コンバ
ータ用モジュールとインバータ用モジュールの相互間で
直流主回路端子の間に配線したブスバーの配線長を最小
限に短くすることができ、これにより従来の装置で問題
となっていたサージ電圧,誘導ノイズに起因する誤動作
の発生を良好に抑止して、半導体電力変換装置の動作安
定化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンバータ,インバータを組合わせて構築した
本発明の実施例による半導体電力変換装置の構成図
【図2】図1における左側のパワートランジスタモジュ
ールの外観図であり、(a)は上面図、(b)は側面図
【図3】図1における右側のパワートランジスタモジュ
ールの外観図であり、(a)は上面図、(b)は側面図
【図4】図2,図3のパワートランジスタモジュールの
回路図
【図5】本発明の実施対象となる半導体電力変換装置の
回路図
【図6】コンバータ,インバータを組合わせて構築した
従来の半導体電力変換装置の構成図
【符号の説明】
1 電源 2 電動機 3 コンバータ 4 インバータ 5 平滑コンデンサ 6 パワートランジスタ 7 フライホイールダイオード 8 パッケージ 9 交流主回路端子 10 直流主回路端子 11 制御端子 12,13,14 ブスバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 9/00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パッケージに複数個のパワー半導体素子を
    組み込んでブリッジ回路を構成し、かつパッケージの上
    面周縁に振り分けて交流,直流の入出力用主回路端子,
    および制御端子を配列してなるコンバータ用モジュール
    とインバータ用モジュールを組合わせ、各モジュールの
    パッケージ相互間にまたがり直流主回路端子の間にブス
    バーを接続して構築した半導体電力変換装置において、
    コンバータ用モジュールとインバータ用モジュールに対
    して、各モジュールのパッケージ上面に設けた直流主回
    路端子を、同じ極性の端子同士が向かい合うように左右
    対称位置に配列したことを特徴とする半導体電力変換装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の半導体電力変換装置におい
    て、方形状になるパッケージ上面の対向二辺に交流主回
    路端子,制御端子を振り分けて配列するとともに、直流
    主回路端子をコンバータ用モジュールとインバータ用モ
    ジュールとが互いに向かい合う辺に配列したことを特徴
    とする半導体電力変換装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の半導体電力変換装置におい
    て、コンバータ用モジュール,およびインバータ用モジ
    ュールが、パワー半導体素子にIGBTを採用したパワ
    ートランジスタモジュールであることを特徴とする半導
    体電力変換装置。
JP8024976A 1996-02-13 1996-02-13 半導体電力変換装置 Pending JPH09219970A (ja)

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