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JP2002171768A - Power converter - Google Patents

Power converter

Info

Publication number
JP2002171768A
JP2002171768A JP2000362526A JP2000362526A JP2002171768A JP 2002171768 A JP2002171768 A JP 2002171768A JP 2000362526 A JP2000362526 A JP 2000362526A JP 2000362526 A JP2000362526 A JP 2000362526A JP 2002171768 A JP2002171768 A JP 2002171768A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
series circuit
semiconductor switching
switching elements
heat sink
voltage
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.)
Pending
Application number
JP2000362526A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuto Kawakami
上 和 人 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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000362526A priority Critical patent/JP2002171768A/en
Publication of JP2002171768A publication Critical patent/JP2002171768A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H10W72/5475
    • H10W90/753

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  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一の回路電圧でも半導体素子に対する所要
耐圧を低減することのできる電力変換装置を提供する。 【解決手段】 4個の半導体スイッチング素子が直列接
続され、両端を直流電圧端子とし、中間の接続点を交流
電圧端子とするスイッチ直列回路と、2組のコンデンサ
が直列接続され、相互接続点を中性点とし、両端がスイ
ッチ直列回路の両端に接続されたコンデンサ直列回路
と、2個のダイオードが直列接続され、相互接続点が中
性点に接続され、一端がスイッチ直列回路の一端部の2
個の半導体スイッチング素子の相互接続点に接続され、
他端がスイッチ直列回路の他端部の2個の半導体スイッ
チング素子の相互接続点に接続されたダイオード直列回
路とを備え、半導体スイッチング素子及びダイオードの
少なくとも一方が絶縁基板を介して導電性基板に装着さ
れた絶縁モジュール形電力半導体素子として組み込まれ
る電力変換装置において、絶縁モジュール形電力半導体
素子を導電性のヒートシンクに装着し、導電性のヒート
シンクを中性点に接続する。
(57) [Problem] To provide a power converter capable of reducing a required withstand voltage for a semiconductor element even with the same circuit voltage. SOLUTION: A switch series circuit in which four semiconductor switching elements are connected in series, both ends are DC voltage terminals, and an intermediate connection point is an AC voltage terminal, and two sets of capacitors are connected in series. A neutral point, a capacitor series circuit with both ends connected to both ends of the switch series circuit, two diodes connected in series, an interconnection point connected to the neutral point, and one end connected to one end of the switch series circuit. 2
Connected to the interconnection point of the semiconductor switching elements,
A diode series circuit having the other end connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at the other end of the switch series circuit, wherein at least one of the semiconductor switching element and the diode is connected to the conductive substrate via the insulating substrate. In a power converter incorporated as a mounted insulated module type power semiconductor device, the insulated module type power semiconductor device is mounted on a conductive heat sink, and the conductive heat sink is connected to a neutral point.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は直流電力を交流電力
に変換したり、交流電力を直流電力に変換したりする電
力変換装置に係り、特にこの電力変換装置を構成する絶
縁モジュール形電力半導体素子の実装に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter for converting DC power to AC power and AC power to DC power, and more particularly to an insulated module type power semiconductor device constituting the power converter. Regarding the implementation of.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁モジュール形電力半導体素子の内部
構造の一例を図8に示す。これは、絶縁ゲート形トラン
ジスタ(以下、IGBTと略記する)の応用製品の一例
であり、IGBTでなる複数の半導体スイッチング素子
1を含む各種の素子がそれぞれ絶縁基板3を介してベー
ス2に装着されている。ベース2の外周部はケース4で
囲まれ、複数の素子の上面には制御IC32等を実装し
てなる制御基板31が装着されている。この制御基板3
1の表面に上ケース33が取り付けられている。ケース
4及び上ケース33の表面は略平坦をなし、このうち、
ケース4の表面に電力端子34が装着され、上ケース3
3の表面に信号端子35が装着されている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows an example of the internal structure of an insulated module type power semiconductor device. This is an example of an applied product of an insulated gate transistor (hereinafter abbreviated as IGBT), and various elements including a plurality of semiconductor switching elements 1 made of IGBT are mounted on a base 2 via an insulating substrate 3 respectively. ing. An outer peripheral portion of the base 2 is surrounded by a case 4, and a control board 31 on which a control IC 32 and the like are mounted is mounted on the upper surfaces of the plurality of elements. This control board 3
An upper case 33 is attached to the surface of the first case 33. The surfaces of the case 4 and the upper case 33 are substantially flat.
The power terminal 34 is mounted on the surface of the case 4 and the upper case 3
The signal terminal 35 is mounted on the surface of the third terminal 3.

【0003】ここで、ベース2は半導体スイッチング素
子1の熱を後述するヒートシンクに伝える機能を有し、
絶縁基板3は半導体スイッチング素子1とベース2とを
絶縁するものである。一般的にベース2としては銅等の
導電性の部材が使用される。
Here, the base 2 has a function of transmitting heat of the semiconductor switching element 1 to a heat sink described later.
The insulating substrate 3 insulates the semiconductor switching element 1 from the base 2. Generally, a conductive member such as copper is used as the base 2.

【0004】図9は図8に示した絶縁モジュール形電力
半導体素子のX−X矢視断面のうち、特に本発明に関連
する半導体スイッチング素子1を強調して表現した縦断
面図であり、半導体スイッチング素子1の熱を外部に放
散させるために、ベース2の外表面にアルミニウム又は
銅でなるヒートシンク5が密着されている。なお、半導
体スイッチング素子1、ベース2、絶縁基板3を接着す
るハンダ、及び、絶縁基板3とヒートシンク5とのなじ
みを良くして冷却効果を改善するコンパウンド剤などは
図示を省略している。また、一般的にベース2はヒート
シンク5にねじ等で固定され、ベース2とヒートシンク
5とは同電位になっている。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the insulated module type power semiconductor device shown in FIG. In order to dissipate the heat of the switching element 1 to the outside, a heat sink 5 made of aluminum or copper is adhered to the outer surface of the base 2. The solder for bonding the semiconductor switching element 1, the base 2, and the insulating substrate 3, the compounding agent for improving the conformity between the insulating substrate 3 and the heat sink 5 and improving the cooling effect, and the like are omitted. Generally, the base 2 is fixed to the heat sink 5 with screws or the like, and the base 2 and the heat sink 5 have the same potential.

【0005】図10は図9に示した半導体スイッチング
素子1を、説明の都合上、電気記号で示したもので、図
示したように絶縁基板3を縦にして見ると、例えばIG
BTのコレクタが上方に、エミッタが下方に、ゲートが
左側方に位置する状態で表される。図10に示した表示
方法を用いて3レベルインバータ回路の1相分の回路を
表現すると図11のようになる。通常は、図11に示し
た要素を複数個接続することによって単相又は三相のイ
ンバータ回路が構成される。
FIG. 10 shows the semiconductor switching element 1 shown in FIG. 9 with electric symbols for convenience of explanation. When the insulating substrate 3 is viewed vertically as shown, for example, IG
The BT is represented with the collector at the top, the emitter at the bottom, and the gate on the left. FIG. 11 shows a circuit for one phase of the three-level inverter circuit using the display method shown in FIG. Normally, a single-phase or three-phase inverter circuit is formed by connecting a plurality of elements shown in FIG.

【0006】ここで、IGBTなどの半導体スイッチン
グ素子1a,1b,1c,1dが直列接続されてスイッ
チ直列回路を形成し、このスイッチ直列回路の一端が正
極側の直流電圧端子Pを形成し、その他端が負極側の直
流電圧端子Nを形成し、半導体スイッチング素子1bと
1cとの相互接続点が交流電圧端子ACを形成してい
る。また、正極側の二つの半導体スイッチング素子1a
と1bの相互接続点と,負極側の二つの半導体スイッチ
ング素子1cと1dの相互接続点との間に、クランプ用
のダイオード6及び7を直列接続してなるダイオード直
列が接続されている。さらに、波形整形及び分圧用の二
つのコンデンサ8及び9が直列に接続され、その直列接
続回路の一端が正極側の直流電圧端子Pに接続され、他
端が負極側の直流電圧端子Nに接続されている。そし
て、コンデンサ8及び9の相互接続点とダイオード6及
び7の相互接続点とが中性点Cを形成している。
Here, semiconductor switching elements 1a, 1b, 1c, 1d such as IGBTs are connected in series to form a switch series circuit, and one end of the switch series circuit forms a positive side DC voltage terminal P. An end forms a DC voltage terminal N on the negative electrode side, and an interconnection point between the semiconductor switching elements 1b and 1c forms an AC voltage terminal AC. Also, two semiconductor switching elements 1a on the positive electrode side
A diode series formed by connecting clamping diodes 6 and 7 in series is connected between an interconnection point of the two semiconductor switching elements 1c and 1d on the negative electrode side. Further, two capacitors 8 and 9 for waveform shaping and voltage division are connected in series, one end of the series connection circuit is connected to the DC voltage terminal P on the positive side, and the other end is connected to the DC voltage terminal N on the negative side. Have been. The interconnection point between the capacitors 8 and 9 and the interconnection point between the diodes 6 and 7 form a neutral point C.

【0007】なお、半導体スイッチング素子1a,1
b,1c,1dはそれぞれ単一のスイッチング素子であ
っても、あるいは、複数のスイッチング素子を直列又は
並列に接続したものであっても良い。また、コンデンサ
8及び9もそれぞれ単一のコンデンサであっても、ある
いは、複数のコンデンサを並列に接続したものであって
も良い。
The semiconductor switching elements 1a, 1
Each of b, 1c, and 1d may be a single switching element or a plurality of switching elements connected in series or in parallel. Each of the capacitors 8 and 9 may be a single capacitor or a plurality of capacitors connected in parallel.

【0008】一方、半導体スイッチング素子1a,1
b,1c,1dはそれぞれ個別の絶縁基板3a,3b,
3c,3dを介してベース2a,2b,2c,2d上に
装着され、これらが単一のヒートシンク5に取り付けら
れている。このうち、正極側の直流電圧端子Pと負極側
の直流電圧端子Nは図示を省略した直流電源に接続さ
れ、ヒートシンク5は接続線10によって接地された
り、3レベルインバータ回路を収納する筐体に接続され
たりする。さらに、半導体スイッチング素子1a,1
b,1c,1dの各ゲートには図示省略の制御回路の制
御信号が印加され、これによって、直流電圧端子P,N
間に供給された直流電力が交流に変換されて交流端子A
Cから出力される。
On the other hand, the semiconductor switching elements 1a, 1
b, 1c, 1d are individual insulating substrates 3a, 3b,
They are mounted on bases 2a, 2b, 2c, 2d via 3c, 3d, and these are mounted on a single heat sink 5. The DC voltage terminal P on the positive electrode side and the DC voltage terminal N on the negative electrode side are connected to a DC power supply (not shown), and the heat sink 5 is grounded by a connection line 10 or provided in a housing for accommodating a three-level inverter circuit. Or be connected. Further, the semiconductor switching elements 1a, 1
A control signal of a control circuit (not shown) is applied to each of the gates b, 1c, and 1d, whereby the DC voltage terminals P, N
The DC power supplied between them is converted into AC and the AC terminal A
Output from C.

【0009】なお、3レベルインバータ回路の全体的な
構成及び動作については、各種の文献に記載されて公知
であるのでこれらの説明を省略するが、ダイオード6,
7についてはこれを搭載するベースや絶縁基板を省略し
たが、半導体スイッチング素子1a,1b,1c,1d
と同様にヒートシンク5に実装されることが多い。
The general structure and operation of the three-level inverter circuit are described in various documents and are publicly known.
Although the base and the insulating substrate on which this is mounted are omitted for the semiconductor device 7, the semiconductor switching devices 1a, 1b, 1c, 1d
In many cases, it is mounted on the heat sink 5 in the same manner as described above.

【0010】また、上述した例では、半導体スイッチン
グ素子としてIGBTを用いた場合を示したが、この代
わりにバイポーラトランジスタ、サイリスタ、ゲートタ
ーンオフサイリスタ等を用いることができ、これらの半
導体スイッチング素子を用いる場合も上述したと略同様
に構成することができる。
In the above-described example, the case where an IGBT is used as a semiconductor switching element has been described. Instead, a bipolar transistor, a thyristor, a gate turn-off thyristor, or the like can be used. Can be configured in substantially the same manner as described above.

【0011】さらに、上述したものは直流電力を交流電
力に変換するインバータ回路を示しているが、交流電力
を直流電力に変換するコンバータ回路においても上述し
たと略同様に構成することができる。
Further, although the above-described one shows an inverter circuit for converting DC power to AC power, a converter circuit for converting AC power to DC power can also be configured in substantially the same manner as described above.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】図11に示したインバ
ータ回路においては、半導体スイッチング素子1a,1
b,1c,1dと、電気的に接続されたベース2a,2
b,2c,2d及びヒートシンク5との間に絶縁基板3
a,3b,3c,3dを介在させただけであるため、3
レベルインバータ回路の回路電圧、すなわち、直流電圧
端子P−N間の電圧が高くなると、これに応じて絶縁基
板3a,3b,3c,3dの絶縁耐圧を高くする必要が
ある。
In the inverter circuit shown in FIG. 11, the semiconductor switching elements 1a, 1
b, 1c, 1d and bases 2a, 2 electrically connected
b, 2c, 2d and the heat sink 5 between the insulating substrate 3
a, 3b, 3c, and 3d, only 3
When the circuit voltage of the level inverter circuit, that is, the voltage between the DC voltage terminals PN increases, it is necessary to increase the dielectric strength of the insulating substrates 3a, 3b, 3c, 3d accordingly.

【0013】例えば、3レベルインバータ回路の回路電
圧が6kVの場合、JEC(電気学会規格調査会標準規
格)−2410によれば、装置の所要耐圧は4+1.8
×6/21/2=11.6kVとなり、この電圧以上の絶
縁耐圧を持った絶縁基板3a,3b,3c,3dが必要
になり、そのために絶縁基板3a,3b,3c,3dの
物理的な厚みを大きくしなければならない。
For example, when the circuit voltage of the three-level inverter circuit is 6 kV, the required breakdown voltage of the device is 4 + 1.8 according to JEC (Standards of the Institute of Electrical Engineers of Japan) -2410.
× 6/2 1/2 = 11.6 kV, and the insulating substrates 3a, 3b, 3c, 3d having a withstand voltage higher than this voltage are required. Therefore, the physical properties of the insulating substrates 3a, 3b, 3c, 3d are required. Thickness must be increased.

【0014】ところが、絶縁基板3a,3b,3c,3
dを厚くすると熱抵抗が大きくなり半導体スイッチング
素子1a,1b,1c,1dから発生した熱がヒートシ
ンク5に伝わり難くなって、半導体スイッチング素子1
a,1b,1c,1dの温度が上昇し、その能力を十分
に発揮できなくなってしまう。また、この温度上昇によ
って、装置の信頼性が低下する場合もあった。
However, the insulating substrates 3a, 3b, 3c, 3
When the thickness d increases, the thermal resistance increases, and the heat generated from the semiconductor switching elements 1a, 1b, 1c, 1d becomes difficult to be transmitted to the heat sink 5, so that the semiconductor switching element 1
The temperatures of a, 1b, 1c, and 1d rise, and the ability cannot be fully exhibited. In addition, the reliability of the device may be reduced due to the temperature rise.

【0015】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、同一の回路電圧でも半導体素子に対する
所要耐圧を低減することのできる電力変換装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a power converter capable of reducing the required withstand voltage for a semiconductor element even at the same circuit voltage.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
4個の半導体スイッチング素子が直列接続され、両端を
直流電圧端子とし、中間の接続点を交流電圧端子とする
スイッチ直列回路と、2組のコンデンサが直列接続さ
れ、相互接続点を中性点とし、両端がスイッチ直列回路
の両端に接続されたコンデンサ直列回路と、2個のダイ
オードが直列接続され、相互接続点が中性点に接続さ
れ、一端がスイッチ直列回路の一端部の2個の半導体ス
イッチング素子の相互接続点に接続され、他端がスイッ
チ直列回路の他端部の2個の半導体スイッチング素子の
相互接続点に接続されたダイオード直列回路とを備え、
半導体スイッチング素子及びダイオードの少なくとも一
方が絶縁基板を介して導電性基板に装着された絶縁モジ
ュール形電力半導体素子として組み込まれる電力変換装
置において、絶縁モジュール形電力半導体素子を導電性
のヒートシンクに装着し、導電性のヒートシンクを中性
点に接続したことを特徴とするものである。
The invention according to claim 1 is
A switch series circuit in which four semiconductor switching elements are connected in series, both ends are DC voltage terminals, and an intermediate connection point is an AC voltage terminal, and two sets of capacitors are connected in series, and an interconnection point is a neutral point. , A capacitor series circuit having both ends connected to both ends of a switch series circuit, two diodes connected in series, an interconnection point connected to a neutral point, and one end connected to two semiconductors at one end of the switch series circuit. A diode series circuit connected to an interconnection point of the switching elements, the other end of which is connected to an interconnection point of two semiconductor switching elements at the other end of the switch series circuit;
In a power converter in which at least one of a semiconductor switching element and a diode is incorporated as an insulating module type power semiconductor element mounted on a conductive substrate via an insulating substrate, the insulating module type power semiconductor element is mounted on a conductive heat sink, A conductive heat sink is connected to a neutral point.

【0017】請求項2に係る発明は、4個の半導体スイ
ッチング素子が直列接続され、両端を直流電圧端子と
し、中間の接続点を交流電圧端子とするスイッチ直列回
路と、2組のコンデンサが直列接続され、相互接続点を
中性点とし、両端がスイッチ直列回路の両端に接続され
たコンデンサ直列回路と、2個のダイオードが直列接続
され、相互接続点が中性点に接続され、一端がスイッチ
直列回路の一端部の2個の半導体スイッチング素子の相
互接続点に接続され、他端がスイッチ直列回路の他端部
の2個の半導体スイッチング素子の相互接続点に接続さ
れたダイオード直列回路とを備え、半導体スイッチング
素子及びダイオードの少なくとも一方が絶縁基板を介し
て導電性基板に装着された絶縁モジュール形電力半導体
素子として組み込まれる電力変換装置において、絶縁モ
ジュール形電力半導体素子を導電性のヒートシンクに装
着し、導電性のヒートシンクを正極側又は負極側のいず
れか一方の直流電圧端子に接続したことを特徴とするも
のである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a switch series circuit in which four semiconductor switching elements are connected in series, both ends are DC voltage terminals, and an intermediate connection point is an AC voltage terminal, and two sets of capacitors are connected in series. Connected, with the interconnection point as the neutral point, a capacitor series circuit with both ends connected to both ends of the switch series circuit, two diodes connected in series, the interconnection point connected to the neutral point, one end A diode series circuit having one end connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at one end of the switch series circuit and the other end connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at the other end of the switch series circuit; Wherein at least one of the semiconductor switching element and the diode is incorporated as an insulated module type power semiconductor element mounted on the conductive substrate via the insulated substrate. In the power conversion device, the insulated module type power semiconductor device is mounted on a conductive heat sink, and the conductive heat sink is connected to one of the positive and negative DC voltage terminals. .

【0018】請求項3に係る発明は、4個の半導体スイ
ッチング素子が直列接続され、両端を直流電圧端子と
し、中間の接続点を交流電圧端子とするスイッチ直列回
路と、2組のコンデンサが直列接続され、相互接続点を
中性点とし、両端がスイッチ直列回路の両端に接続され
たコンデンサ直列回路と、2個のダイオードが直列接続
され、相互接続点が中性点に接続され、一端がスイッチ
直列回路の一端部の2個の半導体スイッチング素子の相
互接続点に接続され、他端がスイッチ直列回路の他端部
の2個の半導体スイッチング素子の相互接続点に接続さ
れたダイオード直列回路とを備え、半導体スイッチング
素子及びダイオードの少なくとも一方が絶縁基板を介し
て導電性基板に装着された絶縁モジュール形電力半導体
素子として組み込まれる電力変換装置において、絶縁モ
ジュール形電力半導体素子を、正極側と負極側とに2分
割された導電性のヒートシンクに装着し、正極側のヒー
トシンクに正極側の直流電圧端子を接続し、負極側のヒ
ートシンクに負極側の直流電圧端子を接続したことを特
徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a switch series circuit in which four semiconductor switching elements are connected in series, both ends are DC voltage terminals, and an intermediate connection point is an AC voltage terminal, and two sets of capacitors are connected in series. Connected, with the interconnection point as the neutral point, a capacitor series circuit with both ends connected to both ends of the switch series circuit, two diodes connected in series, the interconnection point connected to the neutral point, one end A diode series circuit having one end connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at one end of the switch series circuit and the other end connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at the other end of the switch series circuit; Wherein at least one of the semiconductor switching element and the diode is incorporated as an insulated module type power semiconductor element mounted on the conductive substrate via the insulated substrate. In a power converter, an insulating module type power semiconductor device is mounted on a conductive heat sink divided into a positive electrode side and a negative electrode side, and a positive side DC voltage terminal is connected to the positive side heat sink. And a DC voltage terminal on the negative electrode side is connected to the heat sink.

【0019】請求項4に係る発明は、4個の半導体スイ
ッチング素子が直列接続され、両端を直流電圧端子と
し、中間の接続点を交流電圧端子とするスイッチ直列回
路と、2組のコンデンサが直列接続され、相互接続点を
中性点とし、両端がスイッチ直列回路の両端に接続され
たコンデンサ直列回路と、2個のダイオードが直列接続
され、相互接続点が中性点に接続され、一端がスイッチ
直列回路の一端部の2個の半導体スイッチング素子の相
互接続点に接続され、他端がスイッチ直列回路の他端部
の2個の半導体スイッチング素子の相互接続点に接続さ
れたダイオード直列回路とを備え、半導体スイッチング
素子及びダイオードの少なくとも一方が絶縁基板を介し
て導電性基板に装着された絶縁モジュール形電力半導体
素子として組み込まれる電力変換装置において、絶縁モ
ジュール形電力半導体素子を導電性のヒートシンクに装
着し、導電性のヒートシンクを交流電圧端子に接続した
ことを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a switch series circuit in which four semiconductor switching elements are connected in series, both ends are DC voltage terminals, and an intermediate connection point is an AC voltage terminal, and two sets of capacitors are connected in series. Connected, with the interconnection point as the neutral point, a capacitor series circuit with both ends connected to both ends of the switch series circuit, two diodes connected in series, the interconnection point connected to the neutral point, one end A diode series circuit having one end connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at one end of the switch series circuit and the other end connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at the other end of the switch series circuit; Wherein at least one of the semiconductor switching element and the diode is incorporated as an insulated module type power semiconductor element mounted on the conductive substrate via the insulated substrate. In that the power conversion device, is characterized in that the insulating module-type power semiconductor device is mounted on a conductive heat sink, and connected to conductive heat sink in the AC voltage terminal.

【0020】請求項5に係る発明は、4個の半導体スイ
ッチング素子が直列接続され、両端を直流電圧端子と
し、中間の接続点を交流電圧端子とするスイッチ直列回
路と、2組のコンデンサが直列接続され、相互接続点を
中性点とし、両端がスイッチ直列回路の両端に接続され
たコンデンサ直列回路と、2個のダイオードが直列接続
され、相互接続点が中性点に接続され、一端がスイッチ
直列回路の一端部の2個の半導体スイッチング素子の相
互接続点に接続され、他端がスイッチ直列回路の他端部
の2個の半導体スイッチング素子の相互接続点に接続さ
れたダイオード直列回路とを備え、半導体スイッチング
素子及びダイオードの少なくとも一方が絶縁基板を介し
て導電性基板に装着された絶縁モジュール形電力半導体
素子として組み込まれる電力変換装置において、絶縁モ
ジュール形電力半導体素子を相互に分割された導電性の
ヒートシンクに装着し、ヒートシンクとこれに装着され
た絶縁モジュール形電力半導体素子の一端とを接続した
ことを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a switch series circuit in which four semiconductor switching elements are connected in series, both ends are DC voltage terminals, and an intermediate connection point is an AC voltage terminal, and two sets of capacitors are connected in series. Connected, with the interconnection point as the neutral point, a capacitor series circuit with both ends connected to both ends of the switch series circuit, two diodes connected in series, the interconnection point connected to the neutral point, one end A diode series circuit having one end connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at one end of the switch series circuit and the other end connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at the other end of the switch series circuit; Wherein at least one of the semiconductor switching element and the diode is incorporated as an insulated module type power semiconductor element mounted on the conductive substrate via the insulated substrate. In the power conversion device, the insulated module type power semiconductor device is mounted on a mutually separated conductive heat sink, and the heat sink is connected to one end of the insulated module type power semiconductor device mounted thereon. Things.

【0021】請求項6に係る発明は、請求項1乃至5の
いずれか1項に記載の電力変換装置において、ヒートシ
ンクを他に接続する経路に、インピーダンス素子を接続
したことを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the power converter according to any one of the first to fifth aspects, an impedance element is connected to a path connecting another heat sink. is there.

【0022】請求項7に係る発明は、請求項1乃至5の
いずれか1項に記載の電力変換装置において、ヒートシ
ンクを他に接続する経路に、ヒューズを接続したことを
特徴とするものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the power converter according to any one of the first to fifth aspects, a fuse is connected to a path for connecting a heat sink to another. .

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係
る電力変換装置の第1の実施形態の構成を、主要素の冷
却系と併せて示した回路図であり、図中、図11と同一
の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。従
来の電力変換装置においては、ヒートシンク5を接地し
ていたが、ここに示した第1の実施形態では接続線11
によってヒートシンク5を中性点Cに接続した点が構成
上異なるだけで、これ以外の構成は図11に示した従来
装置と同一である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a first embodiment of a power conversion device according to the present invention together with a cooling system of a main element. In the drawing, the same elements as those in FIG. The description is omitted here. In the conventional power converter, the heat sink 5 is grounded. However, in the first embodiment shown here, the connection line 11 is used.
The only difference is that the heat sink 5 is connected to the neutral point C with respect to the configuration, and the other configuration is the same as that of the conventional device shown in FIG.

【0024】以下、従来装置と構成を異にする部分を中
心にしてその動作を説明する。先ず、絶縁基板3a,3
b,3c,3dに印加される電圧の最大値は、正極側の
直流電圧端子Pと中性点Cとの間の電圧Epと、中性点
Cと負極側の直流電圧端子Nとの間の電圧Enのうち、
絶対値の大きい一方の電圧となる。Ep=En=3kV
の場合、絶縁基板3a,3b,3c,3dは3kVの耐
圧があれば良く、上述のようにJEC−2410の規定
に基づく所要電圧11.6kVと比較して約1/4の所
要電圧となる。このことは、ダイオード7及び8を絶縁
モジュール形素子とした場合の所要電圧も、約1/4と
なる。
Hereinafter, the operation of the conventional apparatus will be described focusing on parts having a different configuration. First, the insulating substrates 3a, 3
The maximum value of the voltage applied to b, 3c, 3d is determined by the voltage Ep between the positive DC voltage terminal P and the neutral point C, and the voltage between the neutral point C and the negative DC voltage terminal N. Of the voltage En of
One voltage having a larger absolute value is obtained. Ep = En = 3 kV
In this case, the insulating substrates 3a, 3b, 3c, and 3d only need to have a withstand voltage of 3 kV, which is about 1/4 of the required voltage of 11.6 kV based on JEC-2410 as described above. . This means that the required voltage when the diodes 7 and 8 are insulated module-type elements is also about 1 /.

【0025】かくして、第1の実施形態によれば、同一
の回路電圧でも半導体素子に対する所要耐圧を低減する
ことができる。
Thus, according to the first embodiment, the required breakdown voltage for the semiconductor element can be reduced even with the same circuit voltage.

【0026】図2は本発明に係る電力変換装置の第2の
実施形態の構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路
図であり、図中、図1と同一の要素には同一の符号を付
してその説明を省略する。この実施形態は接続線12に
よってヒートシンク5を負極側の直流電圧端子Nに接続
した構成になっている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a second embodiment of the power converter according to the present invention, together with the cooling system of the main element. In the figure, the same elements as those in FIG. And the description is omitted. This embodiment has a configuration in which the heat sink 5 is connected to the DC voltage terminal N on the negative electrode side by a connection line 12.

【0027】この構成によれば、絶縁基板3a,3b,
3c,3dに印加される電圧の最大値は、正極側の直流
電圧端子Pと中性点Cとの間の電圧Epと、中性点Cと
負極側の直流電圧端子Nとの間の電圧Enとの和電圧、
すなわち、Ep+Enとなり、3レベルインバータ回路
の回路電圧が6kVの場合、JEC−2410の規定に
基づく所要電圧11.6kVと比較して約1/2の所要
電圧となる。このことは、ダイオード7及び8を絶縁モ
ジュール形素子とした場合の所要電圧も、約1/2とな
る。
According to this configuration, the insulating substrates 3a, 3b,
The maximum values of the voltages applied to 3c and 3d are the voltage Ep between the positive DC voltage terminal P and the neutral point C, and the voltage between the neutral point C and the negative DC voltage terminal N. Sum voltage with En,
That is, Ep + En is obtained, and when the circuit voltage of the three-level inverter circuit is 6 kV, the required voltage is about k of the required voltage of 11.6 kV based on JEC-2410. This means that the required voltage when the diodes 7 and 8 are insulated module elements is also reduced to about 1/2.

【0028】かくして、第2の実施形態によれば、同一
の回路電圧でも半導体素子素子に対する所要耐圧を低減
することができる。
Thus, according to the second embodiment, the required withstand voltage for the semiconductor element can be reduced even with the same circuit voltage.

【0029】図3は本発明に係る電力変換装置の第3の
実施形態の構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路
図であり、図中、図1と同一の要素には同一の符号を付
してその説明を省略する。この実施形態は図1に示した
ヒートシンク5を、直流電圧の正極側の半導体スイッチ
ング素子1a及び1bが装着されるヒートシンク5p
と、直流電圧の負極側の半導体スイッチング素子1c及
び1dが装着されるヒートシンク5nとに分割し、接続
線13によってヒートシンク5pを正極側の直流電圧端
子Pに接続すると共に、接続線14によってヒートシン
ク5nを負極側の直流電圧端子Nに接続した構成になっ
ている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a third embodiment of the power converter according to the present invention, together with a cooling system of a main element. In the figure, the same elements as those in FIG. And the description is omitted. In this embodiment, the heat sink 5 shown in FIG. 1 is replaced with a heat sink 5p on which the semiconductor switching elements 1a and 1b on the positive side of the DC voltage are mounted.
And a heat sink 5n on which the semiconductor switching elements 1c and 1d on the negative side of the DC voltage are mounted. The heat sink 5p is connected to the DC voltage terminal P on the positive side by the connection line 13, and the heat sink 5n is connected by the connection line 14. Is connected to the DC voltage terminal N on the negative electrode side.

【0030】この構成によれば、絶縁基板3a〜3dに
印加される電圧の最大値は、正極側の直流電圧端子Pと
中性点Cとの間の電圧Epと、中性点Cと負極側の直流
電圧端子Nとの間の電圧Enとの和電圧、すなわち、E
p+Enとなり、3レベルインバータ回路の回路電圧が
6kVの場合、JEC−2410の規定に基づく所要電
圧11.6kVと比較して約1/2の所要電圧となる。
このことは、ダイオード7及び8を絶縁モジュール形素
子とした場合の所要電圧も、約1/2となる。
According to this configuration, the maximum value of the voltage applied to the insulating substrates 3a to 3d is a voltage Ep between the DC voltage terminal P on the positive electrode side and the neutral point C, a voltage Ep between the neutral point C and the negative electrode Sum with the voltage En between the DC voltage terminal N on the side
When the circuit voltage of the three-level inverter circuit is 6 kV, the required voltage is about 約 of the required voltage of 11.6 kV based on JEC-2410.
This means that the required voltage when the diodes 7 and 8 are insulated module elements is also reduced to about 1/2.

【0031】かくして、第3の実施形態によれば、同一
の回路電圧でも半導体素子に対する所要耐圧を低減する
ことができる。
Thus, according to the third embodiment, the required withstand voltage for the semiconductor element can be reduced even with the same circuit voltage.

【0032】図4は本発明に係る電力変換装置の第4の
実施形態の構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路
図であり、図中、図1と同一の要素には同一の符号を付
してその説明を省略する。この実施形態は接続線15に
よってヒートシンク5を交流電圧端子ACに接続した構
成になっている。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of a fourth embodiment of the power converter according to the present invention, together with the cooling system of the main element, in which the same elements as those in FIG. And the description is omitted. This embodiment has a configuration in which the heat sink 5 is connected to an AC voltage terminal AC by a connection line 15.

【0033】この構成によれば、絶縁基板3a〜3dに
印加される電圧の最大値は、正極側の直流電圧端子Pと
中性点Cとの間の電圧Epと、中性点Cと負極側の直流
電圧端子Nとの間の電圧Enとの和電圧、すなわち、E
p+Enとなり、3レベルインバータ回路の回路電圧が
6kVの場合、JEC−2410の規定に基づく所要電
圧11.6kVと比較して約1/2の所要電圧となる。
このことは、ダイオード7及び8を絶縁モジュール形素
子とした場合の所要電圧も、約1/2となる。
According to this configuration, the maximum value of the voltage applied to the insulating substrates 3a to 3d is determined by the voltage Ep between the DC terminal P on the positive electrode side and the neutral point C, the voltage Ep between the neutral point C and the negative electrode Sum with the voltage En between the DC voltage terminal N on the side
When the circuit voltage of the three-level inverter circuit is 6 kV, the required voltage is about 約 of the required voltage of 11.6 kV based on JEC-2410.
This means that the required voltage when the diodes 7 and 8 are insulated module elements is also reduced to about 1/2.

【0034】かくして、第4の実施形態によれば、同一
の回路電圧でも半導体素子に対する所要耐圧を低減する
ことができる。
Thus, according to the fourth embodiment, the required withstand voltage for the semiconductor element can be reduced even with the same circuit voltage.

【0035】図5は本発明に係る電力変換装置の第5の
実施形態の構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路
図であり、図中、図1と同一の要素には同一の符号を付
してその説明を省略する。この実施形態は図1に示した
ヒートシンク5をそれぞれ半導体スイッチング素子1a
〜1dを含む絶縁モジュール形電力半導体素子に対応さ
せて4個のヒートシンク5a〜5dに分割し、接続線1
6によりヒートシンク5aを半導体スイッチング素子1
aの低圧側、例えば、IGBTのエミッタに接続し、同
様に、接続線17によってヒートシンク5bを半導体ス
イッチング素子1bの低圧側に、 接続線18によって
ヒートシンク5cを半導体スイッチング素子1cの低圧
側に、接続線19によってヒートシンク5dを半導体ス
イッチング素子1dの低圧側にそれぞれ接続した構成に
なっている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of a fifth embodiment of the power converter according to the present invention, together with the cooling system of the main element, in which the same elements as those in FIG. And the description is omitted. In this embodiment, the heat sink 5 shown in FIG.
Divided into four heat sinks 5a to 5d corresponding to the insulated module type power semiconductor elements including
6, the heat sink 5a is connected to the semiconductor switching element 1
a, for example, to the emitter of an IGBT, similarly connecting the heat sink 5b to the low voltage side of the semiconductor switching element 1b by the connection line 17, and connecting the heat sink 5c to the low voltage side of the semiconductor switching element 1c by the connection line 18. The configuration is such that the heat sink 5d is connected to the low voltage side of the semiconductor switching element 1d by the wire 19, respectively.

【0036】この構成によれば、絶縁基板3a〜3dに
印加される電圧の最大値は、正極側の直流電圧端子Pと
中性点Cとの間の電圧Epと、中性点Cと負極側の直流
電圧端子Nとの間の電圧Enのうち、絶対値の大きい一
方の電圧となる。例えば、Ep=En=3kVの場合、
絶縁基板3a〜3dは3kVの耐圧があれば良く、上述
のようにJEC−2410の規定に基づく所要電圧1
1.6kVと比較して約1/4の所要電圧となる。この
ことは、ダイオード7及び8を絶縁モジュール形素子と
した場合の所要電圧も、約1/4となる。
According to this configuration, the maximum value of the voltage applied to the insulating substrates 3a to 3d depends on the voltage Ep between the DC voltage terminal P on the positive electrode side and the neutral point C, the voltage Ep between the neutral point C and the negative electrode It is one of the voltages En having the larger absolute value among the voltages En with the DC voltage terminal N on the side. For example, when Ep = En = 3 kV,
The insulating substrates 3a to 3d only need to have a withstand voltage of 3 kV. As described above, the required voltage 1 based on the regulation of JEC-2410
The required voltage is about 1/4 of 1.6 kV. This means that the required voltage when the diodes 7 and 8 are insulated module-type elements is also about 1 /.

【0037】かくして、第5の実施形態によれば、同一
の回路電圧でも半導体素子に対する所要耐圧を大幅に低
減することができる。
Thus, according to the fifth embodiment, the required withstand voltage for the semiconductor element can be greatly reduced even with the same circuit voltage.

【0038】なお、図5に示した第5の実施形態では、
ヒートシンク5a〜5dを対応する半導体スイッチング
素子1a〜1dの低圧側に接続したが、ヒートシンク5
a〜5dを対応する半導体スイッチング素子1a〜1d
の高圧側に接続する構成であっても同様な効果が得られ
る。
In the fifth embodiment shown in FIG.
The heat sinks 5a to 5d are connected to the low voltage side of the corresponding semiconductor switching elements 1a to 1d.
semiconductor switching elements 1a to 1d corresponding to a to 5d
A similar effect can be obtained even if the configuration is such that the connection is made to the high voltage side.

【0039】図6は本発明に係る電力変換装置の第6の
実施形態の構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路
図であり、図中、図1と同一の要素には同一の符号を付
してその説明を省略する。この実施形態は図1に示した
第1の実施形態と同様に接続線11によってヒートシン
ク5を中性点Cに接続するが、その接続経路にインピー
ダンス素子20を接続した点が図1と構成上異なってい
る。ここで、インピーダンス素子20は、抵抗、リアク
トル、コンデンサのいずれか一つ又は二つ以上の組み合
わせ回路で構成されている。
FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of a sixth embodiment of the power converter according to the present invention, together with the cooling system of the main element, in which the same elements as those in FIG. And the description is omitted. In this embodiment, the heat sink 5 is connected to the neutral point C by a connection line 11 similarly to the first embodiment shown in FIG. 1, but the point that an impedance element 20 is connected to the connection path is different from that of FIG. Is different. Here, the impedance element 20 is configured by one or a combination of two or more of a resistor, a reactor, and a capacitor.

【0040】この構成によれば、図1に示した第1の実
施形態の効果に加えて、中性点Cのレベルを一定値、例
えば、アースレベルに保持することができ、所要電圧を
確定することができる。
According to this configuration, in addition to the effect of the first embodiment shown in FIG. 1, the level of the neutral point C can be maintained at a constant value, for example, the ground level, and the required voltage is determined. can do.

【0041】なお、ヒートシンクを直流電圧端子P,N
や、中性点Cや、半導体スイッチング素子の一端に接続
する経路にインピーダンス素子を接続しても上述したと
同様な効果が得られる。
The heat sink is connected to DC voltage terminals P and N
The same effect as described above can be obtained by connecting an impedance element to the neutral point C or a path connected to one end of the semiconductor switching element.

【0042】図7は本発明に係る電力変換装置の第7の
実施形態の構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路
図であり、図中、図6と同一の要素には同一の符号を付
してその説明を省略する。この実施形態は図6に示した
インピーダンス素子20の代わりにヒューズ21を接続
した点がず6と構成を異にしている。
FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of a seventh embodiment of the power converter according to the present invention, together with the cooling system of the main element, in which the same elements as those in FIG. And the description is omitted. This embodiment differs from 6 in that a fuse 21 is connected instead of the impedance element 20 shown in FIG.

【0043】この構成によれば、図1に示した第1の実
施形態の効果に加えて、中性点Cのレベルを一定値、例
えば、アースレベルに保持することができ、所要電圧を
確定することができる。
According to this configuration, in addition to the effect of the first embodiment shown in FIG. 1, the level of the neutral point C can be maintained at a constant value, for example, the ground level, and the required voltage is determined. can do.

【0044】なお、ヒートシンクを直流電圧端子P,N
や、中性点Cや、半導体スイッチング素子の一端に接続
する経路にヒューズを接続しても上述したと同様な効果
が得られる。
The heat sink is connected to DC voltage terminals P and N
The same effect as described above can be obtained by connecting a fuse to the neutral point C or a path connected to one end of the semiconductor switching element.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、同一の回路電圧でも半導体素子に対する
所要耐圧を低減することのできる電力変換装置を提供す
ることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to provide a power converter capable of reducing the required withstand voltage for a semiconductor element even with the same circuit voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る電力変換装置の第1の実施形態の
構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a first embodiment of a power converter according to the present invention, together with a cooling system of a main element.

【図2】本発明に係る電力変換装置の第2の実施形態の
構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a second embodiment of the power converter according to the present invention, together with a cooling system of a main element.

【図3】本発明に係る電力変換装置の第3の実施形態の
構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a third embodiment of the power converter according to the present invention, together with a cooling system of a main element.

【図4】本発明に係る電力変換装置の第4の実施形態の
構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the power converter according to the present invention, together with a cooling system of a main element.

【図5】本発明に係る電力変換装置の第5の実施形態の
構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the power converter according to the present invention, together with a cooling system of a main element.

【図6】本発明に係る電力変換装置の第6の実施形態の
構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a sixth embodiment of the power converter according to the present invention, together with a cooling system of a main element.

【図7】本発明に係る電力変換装置の第7の実施形態の
構成を、主要素の冷却系と併せて示した回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a seventh embodiment of the power converter according to the present invention, together with a cooling system of a main element.

【図8】絶縁モジュール形電力変換素子の内部構造の一
例を、順次破断して示した斜視図。
FIG. 8 is a perspective view showing an example of an internal structure of the insulated module type power conversion element, which is sequentially cut away.

【図9】図8に示した絶縁モジュール形電力変換素子の
主要な要素の取付構造を示す縦断面図。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a mounting structure of main elements of the insulated module type power conversion element shown in FIG. 8;

【図10】図9に示した主要な要素のうち、半導体チッ
プを電気記号で示した略図。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a semiconductor chip among the main elements shown in FIG. 9 by electric symbols;

【図11】図10に示した略図を用いて、従来の電力変
換装置の構成を示した回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional power converter using the schematic diagram shown in FIG. 10;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b,1c,1d 半導体スイッチング素子 2,2a,2b,2c,2d ベース 3,3a,3b,3c,3d 絶縁基板 4 ケース 5,5a,5b,5c,5d ヒートシンク 6,7 ダイオード 8,9 コンデンサ 10〜19 接続線 20 インピーダンス素子 21 ヒューズ P,N 直流電圧端子 C 中性点 AC 交流電圧端子 1, 1a, 1b, 1c, 1d Semiconductor switching element 2, 2a, 2b, 2c, 2d Base 3, 3a, 3b, 3c, 3d Insulating substrate 4 Case 5, 5a, 5b, 5c, 5d Heat sink 6, 7 Diode 8 , 9 Capacitors 10-19 Connection line 20 Impedance element 21 Fuse P, N DC voltage terminal C Neutral point AC AC voltage terminal

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】4個の半導体スイッチング素子が直列接続
され、両端を直流電圧端子とし、中間の接続点を交流電
圧端子とするスイッチ直列回路と、2組のコンデンサが
直列接続され、相互接続点を中性点とし、両端が前記ス
イッチ直列回路の両端に接続されたコンデンサ直列回路
と、2個のダイオードが直列接続され、相互接続点が前
記中性点に接続され、一端が前記スイッチ直列回路の一
端部の2個の前記半導体スイッチング素子の相互接続点
に接続され、他端が前記スイッチ直列回路の他端部の2
個の前記半導体スイッチング素子の相互接続点に接続さ
れたダイオード直列回路とを備え、前記半導体スイッチ
ング素子及びダイオードの少なくとも一方が絶縁基板を
介して導電性基板に装着された絶縁モジュール形電力半
導体素子として組み込まれる電力変換装置において、 前記絶縁モジュール形電力半導体素子を導電性のヒート
シンクに装着し、前記導電性のヒートシンクを前記中性
点に接続したことを特徴とする電力変換装置。
1. A switch series circuit in which four semiconductor switching elements are connected in series, both ends of which are DC voltage terminals, and an intermediate connection point is an AC voltage terminal, and two sets of capacitors are connected in series, and are interconnected. Is a neutral point, a capacitor series circuit having both ends connected to both ends of the switch series circuit, two diodes are connected in series, an interconnection point is connected to the neutral point, and one end is the switch series circuit. Is connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at one end, and the other end is connected to the other end of the switch series circuit.
A diode series circuit connected to an interconnection point of the semiconductor switching elements, wherein at least one of the semiconductor switching elements and the diode is an insulating module type power semiconductor element mounted on a conductive substrate via an insulating substrate. A power conversion device to be incorporated, wherein the insulating module-type power semiconductor element is mounted on a conductive heat sink, and the conductive heat sink is connected to the neutral point.
【請求項2】4個の半導体スイッチング素子が直列接続
され、両端を直流電圧端子とし、中間の接続点を交流電
圧端子とするスイッチ直列回路と、2組のコンデンサが
直列接続され、相互接続点を中性点とし、両端が前記ス
イッチ直列回路の両端に接続されたコンデンサ直列回路
と、2個のダイオードが直列接続され、相互接続点が前
記中性点に接続され、一端が前記スイッチ直列回路の一
端部の2個の前記半導体スイッチング素子の相互接続点
に接続され、他端が前記スイッチ直列回路の他端部の2
個の前記半導体スイッチング素子の相互接続点に接続さ
れたダイオード直列回路とを備え、前記半導体スイッチ
ング素子及びダイオードの少なくとも一方が絶縁基板を
介して導電性基板に装着された絶縁モジュール形電力半
導体素子として組み込まれる電力変換装置において、 前記絶縁モジュール形電力半導体素子を導電性のヒート
シンクに装着し、前記導電性のヒートシンクを正極側又
は負極側のいずれか一方の直流電圧端子に接続したこと
を特徴とする電力変換装置。
2. A switch series circuit in which four semiconductor switching elements are connected in series, both ends of which are DC voltage terminals, and an intermediate connection point is an AC voltage terminal, and two sets of capacitors are connected in series, and are interconnected. Is a neutral point, a capacitor series circuit having both ends connected to both ends of the switch series circuit, two diodes are connected in series, an interconnection point is connected to the neutral point, and one end is the switch series circuit. Is connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at one end, and the other end is connected to the other end of the switch series circuit.
A diode series circuit connected to an interconnection point of the semiconductor switching elements, wherein at least one of the semiconductor switching elements and the diode is an insulating module type power semiconductor element mounted on a conductive substrate via an insulating substrate. In the power conversion device to be incorporated, the insulating module type power semiconductor element is mounted on a conductive heat sink, and the conductive heat sink is connected to any one of a DC voltage terminal on a positive electrode side and a negative electrode side. Power converter.
【請求項3】4個の半導体スイッチング素子が直列接続
され、両端を直流電圧端子とし、中間の接続点を交流電
圧端子とするスイッチ直列回路と、2組のコンデンサが
直列接続され、相互接続点を中性点とし、両端が前記ス
イッチ直列回路の両端に接続されたコンデンサ直列回路
と、2個のダイオードが直列接続され、相互接続点が前
記中性点に接続され、一端が前記スイッチ直列回路の一
端部の2個の前記半導体スイッチング素子の相互接続点
に接続され、他端が前記スイッチ直列回路の他端部の2
個の前記半導体スイッチング素子の相互接続点に接続さ
れたダイオード直列回路とを備え、前記半導体スイッチ
ング素子及びダイオードの少なくとも一方が絶縁基板を
介して導電性基板に装着された絶縁モジュール形電力半
導体素子として組み込まれる電力変換装置において、 前記絶縁モジュール形電力半導体素子を、正極側と負極
側とに2分割された導電性のヒートシンクに装着し、前
記正極側のヒートシンクに前記正極側の直流電圧端子を
接続し、前記負極側のヒートシンクに前記負極側の直流
電圧端子を接続したことを特徴とする電力変換装置。
3. A switch series circuit in which four semiconductor switching elements are connected in series, both ends of which are DC voltage terminals, and an intermediate connection point is an AC voltage terminal; Is a neutral point, a capacitor series circuit having both ends connected to both ends of the switch series circuit, two diodes are connected in series, an interconnection point is connected to the neutral point, and one end is the switch series circuit. Is connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at one end, and the other end is connected to the other end of the switch series circuit.
A diode series circuit connected to an interconnection point of the semiconductor switching elements, wherein at least one of the semiconductor switching elements and the diode is an insulating module type power semiconductor element mounted on a conductive substrate via an insulating substrate. In the built-in power converter, the insulating module type power semiconductor element is mounted on a conductive heat sink divided into a positive electrode side and a negative electrode side, and the positive electrode side heat sink is connected to the positive electrode side DC voltage terminal. A power converter wherein the DC voltage terminal on the negative electrode side is connected to the heat sink on the negative electrode side.
【請求項4】4個の半導体スイッチング素子が直列接続
され、両端を直流電圧端子とし、中間の接続点を交流電
圧端子とするスイッチ直列回路と、2組のコンデンサが
直列接続され、相互接続点を中性点とし、両端が前記ス
イッチ直列回路の両端に接続されたコンデンサ直列回路
と、2個のダイオードが直列接続され、相互接続点が前
記中性点に接続され、一端が前記スイッチ直列回路の一
端部の2個の前記半導体スイッチング素子の相互接続点
に接続され、他端が前記スイッチ直列回路の他端部の2
個の前記半導体スイッチング素子の相互接続点に接続さ
れたダイオード直列回路とを備え、前記半導体スイッチ
ング素子及びダイオードの少なくとも一方が絶縁基板を
介して導電性基板に装着された絶縁モジュール形電力半
導体素子として組み込まれる電力変換装置において、 前記絶縁モジュール形電力半導体素子を導電性のヒート
シンクに装着し、前記導電性のヒートシンクを前記交流
電圧端子に接続したことを特徴とする電力変換装置。
4. A switch series circuit in which four semiconductor switching elements are connected in series, both ends of which are DC voltage terminals, and an intermediate connection point is an AC voltage terminal, and two sets of capacitors are connected in series, and are interconnected. Is a neutral point, a capacitor series circuit having both ends connected to both ends of the switch series circuit, two diodes are connected in series, an interconnection point is connected to the neutral point, and one end is the switch series circuit. Is connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at one end, and the other end is connected to the other end of the switch series circuit.
A diode series circuit connected to an interconnection point of the semiconductor switching elements, wherein at least one of the semiconductor switching elements and the diode is an insulating module type power semiconductor element mounted on a conductive substrate via an insulating substrate. A power converter, wherein the insulating module-type power semiconductor element is mounted on a conductive heat sink, and the conductive heat sink is connected to the AC voltage terminal.
【請求項5】4個の半導体スイッチング素子が直列接続
され、両端を直流電圧端子とし、中間の接続点を交流電
圧端子とするスイッチ直列回路と、2組のコンデンサが
直列接続され、相互接続点を中性点とし、両端が前記ス
イッチ直列回路の両端に接続されたコンデンサ直列回路
と、2個のダイオードが直列接続され、相互接続点が前
記中性点に接続され、一端が前記スイッチ直列回路の一
端部の2個の前記半導体スイッチング素子の相互接続点
に接続され、他端が前記スイッチ直列回路の他端部の2
個の前記半導体スイッチング素子の相互接続点に接続さ
れたダイオード直列回路とを備え、前記半導体スイッチ
ング素子及びダイオードの少なくとも一方が絶縁基板を
介して導電性基板に装着された絶縁モジュール形電力半
導体素子として組み込まれる電力変換装置において、 前記絶縁モジュール形電力半導体素子を相互に分割され
た導電性のヒートシンクに装着し、前記ヒートシンクと
これに装着された前記絶縁モジュール形電力半導体素子
の一端とを接続したことを特徴とする電力変換装置。
5. A switch series circuit in which four semiconductor switching elements are connected in series, both ends of which are DC voltage terminals, and an intermediate connection point is an AC voltage terminal; A neutral point, a capacitor series circuit having both ends connected to both ends of the switch series circuit, two diodes connected in series, an interconnection point connected to the neutral point, and one end connected to the switch series circuit. Is connected to the interconnection point of the two semiconductor switching elements at one end, and the other end is connected to the other end of the switch series circuit.
A diode series circuit connected to an interconnection point of the semiconductor switching elements, wherein at least one of the semiconductor switching elements and the diode is an insulating module type power semiconductor element mounted on a conductive substrate via an insulating substrate. In the incorporated power converter, the insulating module-type power semiconductor element is mounted on a mutually separated conductive heat sink, and the heat sink is connected to one end of the insulating module-type power semiconductor element mounted on the heat sink. A power converter characterized by the above-mentioned.
【請求項6】前記ヒートシンクを他に接続する経路に、
インピーダンス素子を接続したことを特徴とする請求項
1乃至5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
6. A path for connecting the heat sink to another,
The power converter according to any one of claims 1 to 5, wherein an impedance element is connected.
【請求項7】前記ヒートシンクを他に接続する経路に、
ヒューズを接続したことを特徴とする請求項1乃至5の
いずれか1項に記載の電力変換装置。
7. A path for connecting the heat sink to another,
The power converter according to any one of claims 1 to 5, wherein a fuse is connected.
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