JPH03108749A - Transistor module for power converter - Google Patents
Transistor module for power converterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、トランジスタと、それらを保護するための非
対称素子およびコンデンサからなるスナバ回路とによっ
て構成された電力変換装置に使用されるトランジスタモ
ジュールに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a transistor module used in a power conversion device, which is composed of transistors and a snubber circuit consisting of an asymmetric element and a capacitor for protecting the transistors. .
トランジスタを用いた電力変換装置用半導体装置は通常
モジュールとして作られ、トランジスタだけあるいはト
ランジスタと並列または直列に接続され、トランジスタ
と逆方向または同方向に電流を流すダイオードとからな
り、これらトランジスタとダイオードは同一の基板上に
固着され、さらに一つの容器に納められ、かつ主たる電
流を流すための外部端子とトランジスタを駆動するため
の端子とが容器の外周部に設けられていた。Semiconductor devices for power conversion devices using transistors are usually made as modules, and consist of only a transistor or a diode connected in parallel or series with the transistor, which allows current to flow in the opposite direction or the same direction as the transistor. They were fixed on the same substrate and housed in a single container, and an external terminal for passing the main current and a terminal for driving the transistor were provided on the outer periphery of the container.
このようなトランジスタモジュールで構成される電力変
換装置においては、トランジスタのターンオフ時あるい
はダイオードの逆回復時に回路の浮遊インダクタンスに
よって発生するサージ電圧が素子に印加され、素子が破
壊するおそれがある。In a power conversion device configured with such a transistor module, a surge voltage generated by the floating inductance of the circuit is applied to the device when the transistor is turned off or the diode reversely recovers, and there is a risk that the device will be destroyed.
またトランジスタの端子間の電圧の立上り(dν/dt
)が急峻な場合、他のトランジスタの誤動作あるいは制
御回路の誤動作が起こることがある。この対策としてト
ランジスタに並列に直列接続の抵抗とコンデンサからな
るR−Cスナバを接続する方法、あるいは並列接続され
たダイオードと抵抗にコンデンサを直列接続してなるR
−C−Dスナバを接続する方法が知られている。しかし
、R−C−Dスナバでは、抵抗が大形になること、スナ
バダイオードの順電圧降下が大きいこと、スナバ回路の
ダイオードが逆回復する際に高いdν/dtが生じるの
で制御回路に誤動作を生じるおそれがあることなどの欠
点があり、R−Cスナバは、コンデンサの蓄積電荷が抵
抗を通して放電するのでエネルギ損失が大きいこと、抵
抗が大形になることなどの欠点がある。これらの欠点を
解決するため、本発明者等の提案に係るトランジスタの
端子間に順方向電圧降下が小で逆方向電圧降下が大であ
る非対称素子、例えば、定電圧ダイオードとコンデンサ
の直列回路を並列接続する方法が、平成元年電気学会全
国大会(平成元年4月)に発表され、また特願平1−8
311号明細書に記載されている。第8図はそのような
回路の一例で、ダイオード22が逆並列接続された)・
ランジスタ21のコレクタ・エミッタ間に定電圧ダイオ
ード23とコンデンサ24との直列回路を並列接続した
ものである。Also, the rise of the voltage between the terminals of the transistor (dν/dt
) is steep, malfunctions of other transistors or control circuits may occur. As a countermeasure to this, there is a method of connecting an R-C snubber consisting of a resistor and a capacitor connected in series in parallel to the transistor, or an R-C snubber consisting of a capacitor connected in series with a diode and resistor connected in parallel.
- Methods of connecting CD snubbers are known. However, in the R-C-D snubber, the resistance is large, the forward voltage drop of the snubber diode is large, and a high dν/dt occurs when the snubber circuit diode reverse recovers, which can cause malfunction in the control circuit. The R-C snubber has drawbacks such as large energy loss as the accumulated charge in the capacitor is discharged through the resistor, and the resistor becomes large. In order to solve these drawbacks, the present inventors have proposed an asymmetric element with a small forward voltage drop and a large reverse voltage drop between the terminals of the transistor, such as a series circuit of a voltage regulator diode and a capacitor. A method of parallel connection was announced at the 1989 Institute of Electrical Engineers National Conference (April 1989), and a patent application was filed in 1989.
It is described in the specification of No. 311. Figure 8 shows an example of such a circuit, in which diodes 22 are connected in antiparallel).
A series circuit of a constant voltage diode 23 and a capacitor 24 is connected in parallel between the collector and emitter of a transistor 21.
このようなトランジスタモジュールを用いて電力変換装
置を構成する一例を第9図に示す。通常、この回路図に
示すようにブリッジ回路の上アーム用のトランジスタモ
ジュール100及び下アーム用のトランジスタモジュー
ル101の2個を直列に接続した1アーム対110が単
位となり、これらが並列に接続されて電力変換装置が構
成される。FIG. 9 shows an example of configuring a power conversion device using such a transistor module. Normally, as shown in this circuit diagram, one arm pair 110 is a unit in which two transistor modules 100 for the upper arm of the bridge circuit and a transistor module 101 for the lower arm are connected in series, and these are connected in parallel. A power conversion device is configured.
第8図に示すような回路を有するトランジスタモジュー
ルでは、トランジスタ21のコレクタ(C)端子と定電
圧ダイオード23のアノード(A)端子を導体で接続し
、さらに定電圧ダイオード23のカソード(K)端子と
トランジスタ21のエミッタ(E)端子との間にコンデ
ンサ24を接続していた。しかし、このような構成にお
いては以下の問題点があった。In a transistor module having a circuit as shown in FIG. 8, the collector (C) terminal of the transistor 21 and the anode (A) terminal of the constant voltage diode 23 are connected with a conductor, and the cathode (K) terminal of the constant voltage diode 23 is connected with a conductor. A capacitor 24 was connected between the emitter (E) terminal of the transistor 21 and the emitter (E) terminal of the transistor 21. However, such a configuration has the following problems.
(1)定電圧ダイオードが発熱するためこれを放熱させ
なければならないが、一般にスナバ回路はトランジスタ
素子の容器の上部に設置される配線用導体に取り付けら
れるため充分に放熱できず大きなチップサイズの定電圧
ダイオード素子を必要とする。(1) Voltage regulator diodes generate heat, which must be dissipated; however, snubber circuits are generally attached to wiring conductors installed on the top of the transistor element container, so heat cannot be dissipated sufficiently, making it difficult to maintain large chip sizes. Requires a voltage diode element.
(2)前記の問題を解決するため、トランジスタ素子と
同一冷却体上に定電圧ダイオード素子を取り付けた場合
、トランジスタ素子の端子との距離が長くなり、接続の
ために別の配線用導体が必要となる。さらにコンデンサ
とトランジスタの端子との間の配線が長くなり、これら
の配線のもつインダクタンス分によりスナバ回路のサー
ジ電圧吸収効果が少なくなる。(2) In order to solve the above problem, if a constant voltage diode element is installed on the same cooling body as the transistor element, the distance from the terminal of the transistor element becomes longer, and a separate wiring conductor is required for connection. becomes. Furthermore, the wiring between the capacitor and the terminal of the transistor becomes long, and the inductance of these wirings reduces the surge voltage absorption effect of the snubber circuit.
(3)トランジスタのコレクタ側に定電圧ダイオードの
アノード端子が接続されているため、エミッタ端子とカ
ソード端子間には、例えば、数百ボルト以上の電圧が印
加され、これら端子が取り付けられた容器はその絶縁耐
圧を満足する絶縁距離を必要として小形化が困難である
。(3) Since the anode terminal of the voltage regulator diode is connected to the collector side of the transistor, a voltage of, for example, several hundred volts or more is applied between the emitter terminal and the cathode terminal, and the container to which these terminals are attached is It is difficult to downsize the device because it requires an insulation distance that satisfies the dielectric strength.
また、前記トランジスタモジュールを用いて電力変換装
置を構成する場合、例えば、第9図に示すようにブリッ
ジ回路の上アーム用のトランジスタモジュール100及
び下アーム用のトランジスタモジュール101の2個の
モジュールを直列に接続した1アーム110を単位とし
てこれらを並列に接続するが、1アーム対を構成する際
、第1O図に示すように上アーム用のトランジスタモジ
ュール100のエミッタ端子61と下アーム用のトラン
ジスタモジュール101のコレクタ端子62を接続する
導体70が上アーム用のトランジスタモジュールのベー
ス端子63の上部を通るため、この接続導体を流れるコ
レクタ電流の過渡的変化による電磁誘導が上アーム用の
トランジスタモジュール100のベース配線に影響を与
え、このトランジスタが誤動作を起こす問題があった。When configuring a power conversion device using the transistor modules, for example, as shown in FIG. 9, two modules, a transistor module 100 for the upper arm of the bridge circuit and a transistor module 101 for the lower arm, are connected in series. These are connected in parallel with one arm 110 connected to the upper arm as a unit, but when configuring one arm pair, the emitter terminal 61 of the transistor module 100 for the upper arm and the transistor module for the lower arm are connected as shown in FIG. Since the conductor 70 connecting the collector terminal 62 of the transistor module 101 passes above the base terminal 63 of the transistor module 100 for the upper arm, electromagnetic induction due to transient changes in the collector current flowing through this connecting conductor causes the conductor 70 to connect the collector terminal 62 of the transistor module 100 for the upper arm. There was a problem in that this affected the base wiring, causing the transistor to malfunction.
本発明の課題は前述の問題点を解決して、非対称素子と
コンデンサの直列回路からなるスナバ回路を有する電力
変換装置用トランジスタモジュールにおける配線のもつ
インダクタンス分を低減するのに役立つと共に非対称素
子に発生する熱を充分放熱させることができ、更に、エ
ミッタ端子とカソード端子間に印加される電圧を低下せ
しめたトランジスタモジュールと、このトランジスタモ
ジュールを用いて電力変換装置を構成する場合、ブリッ
ジ回路の上アーム用のトランジスタモジュールのエミッ
タ端子と下アーム用のトランジスタモジュールのコレク
タ端子を接続する導体が上アーム用のトランジスタモジ
ュールのベース端子の上部を通過することを避けた外部
端子の配列とその接続構成提供するものである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to help reduce the inductance of the wiring in a transistor module for a power conversion device having a snubber circuit consisting of a series circuit of an asymmetric element and a capacitor. When configuring a power conversion device using a transistor module that can sufficiently dissipate the heat generated by the battery and also reduce the voltage applied between the emitter terminal and the cathode terminal, the upper arm of the bridge circuit To provide an arrangement of external terminals and their connection configuration that avoids the conductor connecting the emitter terminal of the transistor module for the lower arm and the collector terminal of the transistor module for the lower arm from passing over the base terminal of the transistor module for the upper arm. It is something.
前述の課題を解決するために、本発明の電力変換装置用
トランジスタモジュールにおいては、トランジスタと順
方向電圧降下が小で逆方向電圧降下が大である非対称素
子が一つの容器内に収容され、容器底板上の一つの接続
導体に各素子の一つの電極が固定され、各素子の他の電
極はそれぞれ導線を介して他の接続導体と接続され、そ
の接続導体はそれぞれ容器外に引き出されて外部端子を
形成するようにする。更に電力変換装置のブリッジ回路
の上アームを構成するトランジスタモジュールは容器底
板上の一つの接続導体にトランジスタのコレクタと非対
称素子のアノードとが固定され、その接続導体は容器外
に引き出されてコレクタ端子を形成し、トランジスタの
エミッタは他の接続導体と接続され、その接続導体は容
器外に引き出されてエミッタ端子を形成し、非対称素子
のカソードは他の接続導体と接続され、その接続導体は
容器外に引き出されてカソード端子を形成し、また、ブ
リッジ接続の下アームを構成するトランジスタモジュー
ルは容器底板上の一つの接続導体にトランジスタのコレ
クタが固定され、その接続導体は容器外に引き出されて
コレクタ端子を形成し、トランジスタのエミッタと非対
称素子のカソードとが他の接続導体と接続され、その接
続導体は容器外に引き出されてエミッタ端子を形成し、
非対称素子のアノードは他の接続導体に固定され、その
接続導体は容器外に引き出されてアノード端 q
子を形成し、更に、前記上アームを構成するトランジス
タモジュールと下アームを構成するトランジスタモジュ
ールのエミッタ端子及びコレクタ端子の配列を互に勝手
違いとして、上アームを構成するトランジスタモジュー
ルのエミッタ端子と下アームを構成するトランジスタモ
ジュールのコレクタ端子とを隣合わせに配置して接続す
るようにする。In order to solve the above problems, in a transistor module for a power conversion device of the present invention, a transistor and an asymmetric element having a small forward voltage drop and a large reverse voltage drop are housed in one container. One electrode of each element is fixed to one connecting conductor on the bottom plate, and the other electrodes of each element are connected to other connecting conductors via conductive wires, and the connecting conductors are each pulled out of the container and connected to the outside. so as to form a terminal. Furthermore, in the transistor module that constitutes the upper arm of the bridge circuit of the power converter, the collector of the transistor and the anode of the asymmetric element are fixed to one connecting conductor on the bottom plate of the container, and the connecting conductor is pulled out of the container and connected to the collector terminal. , the emitter of the transistor is connected with another connecting conductor, the connecting conductor is drawn out of the container to form an emitter terminal, the cathode of the asymmetrical element is connected with another connecting conductor, and the connecting conductor is connected with the other connecting conductor of the container. The transistor module, which is pulled out to form the cathode terminal and also forms the lower arm of the bridge connection, has the collector of the transistor fixed to one connection conductor on the bottom plate of the container, and that connection conductor is pulled out to the outside of the container. forming a collector terminal, the emitter of the transistor and the cathode of the asymmetric element are connected to another connecting conductor, and the connecting conductor is drawn out of the container to form an emitter terminal;
The anode of the asymmetrical element is fixed to another connecting conductor, and the connecting conductor is drawn out of the container to form an anode terminal, and is further connected to the transistor module constituting the upper arm and the transistor module constituting the lower arm. The emitter terminals and collector terminals are arranged in opposite directions so that the emitter terminals of the transistor modules constituting the upper arm and the collector terminals of the transistor modules constituting the lower arm are arranged and connected next to each other.
容器底板上の接続導体に固着される非対称素子に発生す
る熱は、容器底板に冷却体を取付けることにより容易に
放熱させることができる。そして非対称素子はトランジ
スタに接近して固着できるので接続配線が不要で、配線
によるインダクタンス分が省略される。さらに、非対称
素子とコンデンサを接続する端子とトランジスタとコン
デンサを接続する端子を接近して設けることができるの
で、コンデンサの接続配線も短くすることができ、この
部分の配線インダクタンスも低減する。Heat generated in the asymmetric element fixed to the connection conductor on the container bottom plate can be easily radiated by attaching a cooling body to the container bottom plate. Since the asymmetric element can be fixed close to the transistor, no connection wiring is required, and the inductance caused by the wiring can be omitted. Furthermore, since the terminal for connecting the asymmetric element and the capacitor and the terminal for connecting the transistor and the capacitor can be provided close to each other, the wiring for connecting the capacitor can also be shortened, and the wiring inductance in this portion can also be reduced.
また、電力変換装置を構成するブリッジ回路の0
上アーム用のトランジスタモジュールは、トランジスタ
のコレクタに非対称素子のアノードが接続されているの
で、カソード端子とコレクタ端子がほぼ同電位であるた
め、これら端子間の絶縁耐圧は低く抑えられる。下アー
ム用のトランジスタモジュールでは、トランジスタのエ
ミッタに非対称素子のカソードが接続されているので、
アノード端子とエミッタ端子がほぼ同電位であるため、
これら端子間の絶縁耐圧は同様に低く抑えられる。In addition, in the transistor module for the upper arm of the bridge circuit that constitutes the power conversion device, the anode of the asymmetric element is connected to the collector of the transistor, so the cathode terminal and the collector terminal are at almost the same potential. The insulation voltage between the two can be kept low. In the transistor module for the lower arm, the cathode of the asymmetric element is connected to the emitter of the transistor, so
Since the anode terminal and emitter terminal are at almost the same potential,
The dielectric strength voltage between these terminals is similarly kept low.
更にまた、上アーム用トランジスタモジュールの外部端
子の配列と下アーム用トランジスタモジュールの外部端
子の配列を互に勝手違いとして上アーム用トランジスタ
モジュールのエミッタ端子と下アーム用トランジスタモ
ジュールのコレクタ端子が隣合わせに配置されるように
したため、この端子間を直接に接続でき、従来のように
、この接続導体が上アーム用のトランジスタモジュール
のベース端子の上部を通過することが避けられる。Furthermore, the arrangement of the external terminals of the transistor module for the upper arm and the arrangement of the external terminals of the transistor module for the lower arm are made opposite to each other so that the emitter terminal of the transistor module for the upper arm and the collector terminal of the transistor module for the lower arm are placed next to each other. Because of this arrangement, the terminals can be directly connected, and the connection conductor can be avoided from passing over the base terminal of the transistor module for the upper arm, as in the conventional case.
第1図は本発明の一実施例における各素子および部品の
配置を示す。例えば、銅からなる容器底板11の上に絶
縁基板2を介して銅からなる接続導体31 、32.3
3.34が固定されている。接続導体32の上には、ト
ランジスタチップ41が下面のコレクタ電極により、ダ
イオードチップ42が下面のカソード電極により、定電
圧ダイオードチップ43が下面のアノード電極により固
着されている。図を見やすくするために、詳細な図示は
省略したが、トランジスタチップ41の上面のエミッタ
電極は接続導体31と、ベース電極は接続導体33と、
ダイオードチップ42の上面のアノード電極は接続導体
31と、また定電圧ダイオードチップ43の上面のカソ
ード電極は接続導体34とそれぞれ金属細線5によって
接続されている。FIG. 1 shows the arrangement of elements and parts in one embodiment of the present invention. For example, connection conductors 31, 32.3 made of copper are placed on a container bottom plate 11 made of copper via an insulating substrate 2.
3.34 is fixed. On the connection conductor 32, a transistor chip 41 is fixed by a collector electrode on the lower surface, a diode chip 42 is fixed by a cathode electrode on the lower surface, and a constant voltage diode chip 43 is fixed by an anode electrode on the lower surface. Although detailed illustrations are omitted for clarity, the emitter electrode on the top surface of the transistor chip 41 is connected to the connecting conductor 31, the base electrode is connected to the connecting conductor 33,
The anode electrode on the top surface of the diode chip 42 is connected to the connection conductor 31, and the cathode electrode on the top surface of the constant voltage diode chip 43 is connected to the connection conductor 34 by thin metal wires 5, respectively.
第2図は第1図に示した底板11上に側壁12および上
蓋13を組み立ててなるトランジスタモジュールの外観
を示す。上蓋13上には、外部端子、すなわちエミッタ
(E)端子61、コレクタ(C)端子62ベース(B)
端子63およびカソード(K)端子64が設けられてい
る。図示されない立上り部を介して、エミッタ端子61
は接続導体31と、コレクタ端子62は接続導体32と
、ベース端子63は接続導体33と、そしてカソード端
子64は接続導体34とそれぞれ接続されている。スナ
バ回路用のコンデンサ7は、エミッタ端子61とカソー
ド端子64との間に接続さればよく、極めて簡単で接続
のための配線の長さも短い。なお、定電圧ダイオード4
3で発生する熱は絶縁基板2と容器底板11を介して放
熱される。FIG. 2 shows the external appearance of a transistor module formed by assembling the side wall 12 and the top cover 13 on the bottom plate 11 shown in FIG. On the top cover 13 are external terminals, that is, an emitter (E) terminal 61, a collector (C) terminal 62, and a base (B) terminal.
A terminal 63 and a cathode (K) terminal 64 are provided. Emitter terminal 61 via a rising portion (not shown)
is connected to the connecting conductor 31, the collector terminal 62 is connected to the connecting conductor 32, the base terminal 63 is connected to the connecting conductor 33, and the cathode terminal 64 is connected to the connecting conductor 34. The snubber circuit capacitor 7 only needs to be connected between the emitter terminal 61 and the cathode terminal 64, which is extremely simple and requires only a short wiring length. In addition, the constant voltage diode 4
3 is radiated via the insulating substrate 2 and the container bottom plate 11.
これによって第3図に示す回路を有するトランジスタモ
ジュールができる。This produces a transistor module having the circuit shown in FIG.
第4図は本発明の異なる実施例を示す。第4図(alは
電力変換装置を構成する際、ブリッジ回路の上アームに
使用するトランジスタモジュールで、Cb)は下アーム
に使用するトランジスタモジュールである。第4図(a
lO上アーム用トランジスタモジュールは第5図(81
に示すごとくトランジスタ41のコレクタに定電圧ダイ
オード43のアノード(A)が接続され、その外部端子
の配列は、図の如く左側よりエミッタ端子61.コレク
タ端子62.カソード端子64の順となっている。第5
図(alの回路から明3
らかなようにコレクタ端子62とカソード端子64はほ
ぼ同一の電位であり、隣接するコレクタ端子62とカソ
ード端子64の間の絶縁耐圧は低くてよく、その絶縁距
離は短く装置の小形化ができる。同様に、第4図(bl
の下アーム用トランジスタモジュールは第5図+blに
示すごとくトランジスタ41のコレクタに定電圧ダイオ
ード43のカソード(K)が接続され、その外部端子の
配列は図の如く左側よりコレクタ端子62.エミッタ端
子61.アノード端子65の順となっている。第5図(
blの回路から明らかなようにエミッタ端子61とアノ
ード端子65はほぼ同一の電位であり、隣接するアノー
ド端子65とエミッタ端子61の間の絶縁耐圧は低くて
よく、その絶縁距離は短く装置の小形化ができる。FIG. 4 shows a different embodiment of the invention. FIG. 4 (Al is a transistor module used for the upper arm of the bridge circuit when configuring the power conversion device, and Cb is a transistor module used for the lower arm. Figure 4 (a
The transistor module for the upper arm of IO is shown in Figure 5 (81
As shown in the figure, the anode (A) of a constant voltage diode 43 is connected to the collector of the transistor 41, and its external terminals are arranged from the left side to the emitter terminal 61. Collector terminal 62. The order is the cathode terminal 64. Fifth
As is clear from the circuit in Figure (al), the collector terminal 62 and the cathode terminal 64 are at almost the same potential, the dielectric strength voltage between the adjacent collector terminal 62 and the cathode terminal 64 may be low, and the insulation distance between them is The device can be miniaturized in a short time. Similarly, as shown in Fig. 4 (bl
In the lower arm transistor module, as shown in FIG. 5+bl, the cathode (K) of a constant voltage diode 43 is connected to the collector of the transistor 41, and the external terminals are arranged from the left side to the collector terminal 62. Emitter terminal 61. This is followed by the anode terminal 65. Figure 5 (
As is clear from the circuit of bl, the emitter terminal 61 and the anode terminal 65 are at almost the same potential, the insulation voltage between the adjacent anode terminal 65 and the emitter terminal 61 may be low, and the insulation distance is short, making the device compact. can be converted into
更に、これらのトランジスタモジュールを用いてブリッ
ジ回路を構成する単位の1アーム対110を作る場合、
第6図に示すように、上アーム用トランジスタモジュー
ル102〔第5図(8)と同じ〕と下アーム用トランジ
スタモジュール103〔第5図(blと同じ〕を直列に
接続するが、この場合、実際4
の端子配列は第7図のトランジスタモジュールの実体配
置に示すごとく、上アーム用と下アーム用のトランジス
タモジュールのエミッタ端子61及びコレクタ端子62
は互にトランジスタモジュールのエミッタ端子61及び
コレクタ端子62は互に勝手違いで、上アーム用のトラ
ンジスタモジュール102のエミッタ端子61と下アー
ム用のトランジスタモジュール103のコレクタ端子6
2とが隣合わせになっておりこの間を導体で直接に接続
することにより、従来のように、この接続導体70が上
アーム用のトランジスタモジュールのベース端子63の
上部を通ることはなく、この接Vts体70を流れるコ
レクタ電流の過渡的変化による電磁誘導が上アーム用の
トランジスタモジュール102のベース配線に影響を与
えこのトランジスタが誤動作する問題がなくなる。Furthermore, when making one arm pair 110 of a unit configuring a bridge circuit using these transistor modules,
As shown in FIG. 6, the upper arm transistor module 102 [same as FIG. 5 (8)] and the lower arm transistor module 103 [same as FIG. 5 (bl)] are connected in series, but in this case, In fact, the terminal arrangement in No. 4 is as shown in the physical layout of the transistor module in Figure 7, with the emitter terminal 61 and collector terminal 62 of the transistor modules for the upper arm and lower arm.
The emitter terminal 61 and collector terminal 62 of the transistor module are opposite to each other, and the emitter terminal 61 of the transistor module 102 for the upper arm and the collector terminal 6 of the transistor module 103 for the lower arm are opposite to each other.
2 are adjacent to each other, and by directly connecting them with a conductor, this connection conductor 70 does not pass through the upper part of the base terminal 63 of the transistor module for the upper arm, as in the conventional case, and this connection Vts This eliminates the problem that electromagnetic induction due to transient changes in the collector current flowing through the body 70 affects the base wiring of the transistor module 102 for the upper arm, causing this transistor to malfunction.
前述の、実施例ではトランジスタを用いているが、MO
SFETあるいは絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ
(IGBT)等の自己消弧形半導体素子を用いた場合
も同様に実施できる。Although transistors are used in the above-mentioned embodiments, MO
The same method can be used when using a self-extinguishing semiconductor element such as an SFET or an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
本発明によれば、一つの容器の底板上にトランジスタと
それを保護するスナバ回路のうちの非対称素子を固定す
ることにより、画素子接続のための配線インダクタンス
を小さくすると共に、非対称素子で発生する熱を容器底
板から冷却体を通して充分に放熱させることが可能とな
るので、非対称素子のチップ寸法を小さくすることがで
きる。According to the present invention, by fixing the transistor and the asymmetric element of the snubber circuit that protects it on the bottom plate of one container, the wiring inductance for connecting the pixel elements can be reduced, and the wiring inductance generated in the asymmetric element can be reduced. Since heat can be sufficiently radiated from the container bottom plate through the cooling body, the chip size of the asymmetric element can be reduced.
また、非対称素子とコンデンサからなるスナバ回路を構
成するには、トランジスタモジュールの外扉端子の間に
コンデンサを接続するだけでよいので、スナバ回路のイ
ンダクタンス分も低減でき、サージ電圧吸収効果を高め
ることが可能になる。In addition, to configure a snubber circuit consisting of an asymmetrical element and a capacitor, it is only necessary to connect a capacitor between the outer door terminals of the transistor module, which reduces the inductance of the snubber circuit and increases the surge voltage absorption effect. becomes possible.
更に、電力変換装置を構成する場合、ブリッジ回路の上
アーム用のトランジスタモジュールはトランジスタのコ
レクタに非対称素子のアノードを接続し、下アーム用の
トランジスタモジュールはトランジスタのエミッタに非
対称素子のカソードを接続するようにして、カソード端
子とコレクタ端子、あるいはアノード端子とエミッタ端
子がほぼ同電位にあるようにしてこれら端子間の絶縁耐
圧を低く抑えて、その絶縁距離を短くしたので装置が小
形化できる。Furthermore, when configuring a power conversion device, the transistor module for the upper arm of the bridge circuit connects the anode of the asymmetric element to the collector of the transistor, and the transistor module for the lower arm connects the cathode of the asymmetric element to the emitter of the transistor. In this way, the cathode terminal and the collector terminal, or the anode terminal and the emitter terminal are at approximately the same potential, so that the dielectric strength voltage between these terminals is kept low, and the insulation distance between them is shortened, so that the device can be made smaller.
更にまた、上アーム用と下アーム用のトランジスタモジ
ュールのエミッタ端子及びコレクタ端子を互に勝手違い
に配列し、上アーム用のトランジスタモジュールのエミ
ッタ端子と下アーム用のトランジスタモジュールのコレ
クタ端子とが隣合わせになるように配置することにより
、この接続導体による上アーム用のトランジスタモジュ
ールのベース配線への影響を除き、そのトランジスタの
誤動作を防止できる。Furthermore, the emitter terminals and collector terminals of the transistor modules for the upper arm and the lower arm are arranged oppositely to each other, and the emitter terminal of the transistor module for the upper arm and the collector terminal of the transistor module for the lower arm are adjacent to each other. By arranging the connecting conductor so that the connecting conductor has an effect on the base wiring of the transistor module for the upper arm, it is possible to prevent the transistor from malfunctioning.
第1図は本発明の一実施例の電力変換装置用トランジス
タモジュールにおける容器底板上の素子および部品の配
置を示す斜視図、第2図は第1図の容器底板上に組み立
てられた電力変換装置用トランジスタモジュールの斜視
図、第3図は第2図に示した電力変換装置用トランジス
タモジュールの回路図、第4図は第1図の容器底板上に
組み立7
てられたトランジスタモジュールの異なる例の斜視図で
、(alは電力変換装置のブリッジ回路の上アーム用の
電力変換装置用トランジスタモジュールの斜視図、(b
lはブリッジ回路の下アーム用の電力変換装置用トラン
ジスタモジュールの斜視図、第5図は第4図に示した電
力変換装置用トランジスタモジュールの回路図で、(a
lは第4図[8)の電力変換装置用トランジスタモジュ
ールの回路図、(blは第4図(blの電力変換装置用
トランジスタモジュールの回路図、第6図は第4図+a
lの上アーム用の電力変換装置用トランジスタモジュー
ルと第4図(blO下アーム用の電力変換装置用トラン
ジスタモジュールをブリッジ回路の1アーム対に接続し
た場合の回路図、第7図は第6図の回路における上アー
ム用電力変換装置用トランジスタモジュールと下アーム
用電力変換装置用トランジスタモジュールの端子配列を
示す平面図、第8図は本発明者等の提案に係るトランジ
スタの端子間に非対称素子とコンデンサの直列回路を並
列接続する方法(平成元年電気学会全国大会で発表及び
特願平1−83118
号明細書に記載)を示す回路図、第9図は第2図の電力
変換装置用トランジスタモジュールを用いて電力変換装
置を構成した場合の一例の回路図、第10図は第2図の
電力変換装置用トランジスタモジュール2個をブリッジ
回路の1アーム対に接続した場合の端子配列を示す平面
図である。
11:容器底板、12:容器側壁、13:容器上蓋、2
:絶縁基板、3L32,33.34 :接続導体、41
:I−ランジスタチソプ、43:定電圧ダイオードチッ
プ(非対称素子チップ) 5:金属細線、61:エミ
ッタ端子(外部端子>、62:コレクタ端子(外部端子
)、63:ベース端子(外部端子)、64:カソード端
子(外部端子)、65ニアノード端子(外部9
(Q’)
(b’)
第4飼
ダ3
(Q)
(1))
第5図
322FIG. 1 is a perspective view showing the arrangement of elements and parts on the bottom plate of a container in a transistor module for a power conversion device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a power conversion device assembled on the bottom plate of the container shown in FIG. 1. 3 is a circuit diagram of the transistor module for the power conversion device shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a perspective view of a different example of the transistor module assembled on the bottom plate of the container shown in FIG. In the perspective views, (al is a perspective view of a transistor module for a power conversion device for the upper arm of the bridge circuit of the power conversion device, (b
1 is a perspective view of the transistor module for the power conversion device for the lower arm of the bridge circuit, and FIG. 5 is a circuit diagram of the transistor module for the power conversion device shown in FIG.
l is the circuit diagram of the transistor module for the power conversion device shown in FIG. 4 [8], (bl is the circuit diagram of the transistor module for the power conversion device shown in FIG. 4 (bl), and FIG. 6 is the circuit diagram of the transistor module for the power conversion device shown in FIG.
Figure 4 shows the transistor module for the power converter for the upper arm of l and the circuit diagram when the transistor module for the power converter for the lower arm of BLO is connected to one arm pair of the bridge circuit. FIG. 8 is a plan view showing the terminal arrangement of the transistor module for the upper arm power converter and the transistor module for the lower arm power converter in the circuit of FIG. A circuit diagram showing a method for connecting series circuits of capacitors in parallel (announced at the National Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan in 1989 and described in the specification of patent application No. 1-83118), Figure 9 is the transistor for the power conversion device shown in Figure 2. A circuit diagram of an example of a power conversion device configured using modules, and FIG. 10 is a plan view showing a terminal arrangement when two transistor modules for the power conversion device shown in FIG. 2 are connected to one arm pair of a bridge circuit. 11: Container bottom plate, 12: Container side wall, 13: Container top lid, 2
: Insulating board, 3L32, 33.34 : Connection conductor, 41
: I-Ransis transistor, 43: Constant voltage diode chip (asymmetric element chip), 5: Fine metal wire, 61: Emitter terminal (external terminal), 62: Collector terminal (external terminal), 63: Base terminal (external terminal), 64: Cathode terminal (external terminal), 65 near node terminal (external 9 (Q') (b') 4th feeder 3 (Q) (1)) Fig. 5 322
Claims (1)
下が大である非対称素子が一つの容器内に収容され、容
器底板上の一つの接続導体に各素子の一つの電極が固定
され、各素子の他の電極はそれぞれ導線を介して他の接
続導体と接続され、その接続導体はそれぞれ容器外に引
き出されて外部端子を形成することを特徴とする電力変
換装置用トランジスタモジュール。 2)電力変換装置のブリッジ回路の上アームを構成する
トランジスタモジュールは容器底板上の一つの接続導体
にトランジスタのコレクタと非対称素子のアノードとが
固定され、その接続導体は容器外に引き出されてコレク
タ端子を形成し、トランジスタのエミッタは他の接続導
体と接続され、その接続導体は容器外に引き出されてエ
ミッタ端子を形成し、非対称素子のカソードは他の接続
導体と接続され、その接続導体は容器外に引き出されて
カソード端子を形成し、また、ブリッジ接続、の下アー
ムを構成するトランジスタモジュールは容器底板上の一
つの接続導体にトランジスタのコレクタが固定され、そ
の接続導体は容器外に引き出されてコレクタ端子を形成
し、トランジスタのエミッタと非対称素子のカソードと
が他の接続導体と接続され、その接続導体は容器外に引
き出されてエミッタ端子を形成し、非対称素子のアノー
ドは他の接続導体に固定され、その接続導体は容器外に
引き出されてアノード端子を形成し、更に、前記上アー
ムを構成するトランジスタモジュールと下アームを構成
するトランジスタモジュールのエミッタ端子及びコレク
タ端子の配列を互に勝手違いとして、上アームを構成す
るトランジスタモジュールのエミッタ端子と下アームを
構成するトランジスタモジュールのコレクタ端子とを隣
合わせに配置して接続することを特徴とする電力変換装
置用トランジスタモジュール。[Claims] 1) A transistor and an asymmetric element having a small forward voltage drop and a large reverse voltage drop are housed in one container, and one connection conductor of each element is connected to one connection conductor on the bottom plate of the container. For a power converter device in which the electrodes are fixed, the other electrodes of each element are connected to other connecting conductors via conductive wires, and each of the connecting conductors is drawn out of the container to form an external terminal. transistor module. 2) In the transistor module that constitutes the upper arm of the bridge circuit of the power converter, the collector of the transistor and the anode of the asymmetric element are fixed to one connection conductor on the bottom plate of the container, and the connection conductor is pulled out of the container and connected to the collector. forming a terminal, the emitter of the transistor is connected with another connecting conductor, the connecting conductor is drawn out of the container to form an emitter terminal, the cathode of the asymmetrical element is connected with another connecting conductor, the connecting conductor is In the transistor module that is pulled out of the container to form a cathode terminal and also forms the lower arm of the bridge connection, the collector of the transistor is fixed to one connection conductor on the bottom plate of the container, and that connection conductor is pulled out of the container. The emitter of the transistor and the cathode of the asymmetrical element are connected to another connecting conductor, which is led out of the container to form an emitter terminal, and the anode of the asymmetrical element is connected to another connecting conductor. The conductor is fixed to a conductor, and the connecting conductor is drawn out of the container to form an anode terminal, and the emitter terminal and collector terminal of the transistor module constituting the upper arm and the transistor module constituting the lower arm are arranged mutually. 1. A transistor module for a power conversion device, wherein the emitter terminal of a transistor module constituting an upper arm and the collector terminal of a transistor module constituting a lower arm are arranged side by side and connected to each other.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1-161339 | 1989-06-23 | ||
JP16133989 | 1989-06-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03108749A true JPH03108749A (en) | 1991-05-08 |
JP2580804B2 JP2580804B2 (en) | 1997-02-12 |
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ID=15733202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1284034A Expired - Lifetime JP2580804B2 (en) | 1989-06-23 | 1989-10-31 | Transistor module for power converter |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2580804B2 (en) |
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JP2580804B2 (en) | 1997-02-12 |
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