JPH01238469A

JPH01238469A - トランジスタインバータ装置

Info

Publication number: JPH01238469A
Application number: JP63063413A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Nomura; 野村　年弘
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1988-03-18
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1989-09-22
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH0759152B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、大電力を高周波でスイッチングして直流を
交流に変換するトランジスタインバータ装置に関する、
。

［従来の技術］従来、この種のトランジスタインバータ装置として、第
３図に示すように回路構成したものが知られている。第
３図において、参照符号１０は直流電源を示し、この直
流電源１０のＰＮ端子間に高周波で低インピーダンスの
コンデンサ１２と、上アームトランジスタスイッチＱ１
と下アームスイッヂＱ２どが直列に接続され、これらト
ランジスリスイッブＱ１と０２の中間から負荷１４の一
端（」側に交流出力を引き出づよう構成されている。

このコンデンサ１２と１−ランジスタスイッチ素子Ｑ１
、Ｑ２とから構成されるしのが、インバータ１６の典型
的な具体例である。負荷１４の反対側端子Ｖは、他のイ
ンバータ１８等に接続される。しかるに、トランジスタ
スイッチ素Ｔ−０１、Ｑ２をそれぞれ構成するトランジ
スタは、一般に複数のトランジスタが並列接続されるこ
とが多く、図示の回路では各３個のトランジスタを並列
接続したものである。また、この場合のトランジスタも
各種のものを使用し得るが、図示の回路では電界効果ト
ランジスタ（ＦＥＴ）で代表されるドレインＤ、ソース
Ｓ、ゲートＧからなる３端子スイツチ素子を使用した例
を示す。このように構成されたトランジスタインバータ
装置は、］ヘランジスタスイッチ素子Ｑ１とＱ２を交り
にオーン・オフ動作することにより、直流−交流変換動
作を行うことができる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、前述したトランジスタインバータにおい
て、並列接続される各スイッチ素子間には、図示のよう
に漏れリアクタンス２０が存在する。従って、例えば各
スイッチ素子を高速でターンオフづ−る時には、前記漏
れリアクタンス２０が次のような悪影響を及ぼす。

（１）スイッチがターンオフする時、大きなはね上り電
圧を生じ、スイッチ素子の耐電圧を脅かす。

（２）漏れリアクタンスと漏れキャパシタンスとが共振
して高周波の振動が発生し、ノイズを発散して損失を増
大Ｊる。

（３）並列接続されたスイッチ間で、スイッチ素子のオ
ン動作時とオフ動作時に過渡的な電流、電圧差が漏れリ
アクタンスのために生じ、スイッチ責務のアンバランス
が生じ、スイッチ素子が破壊され易くなる。

従って、このようなスイッチ素子に対する悪影響を防止
するため、前述した漏れリアクタンスを最小とすること
が要求される。

そこで、本発明の目的は、内部インダクタンスの小さい
平形半導体スイッチ素子を使用し、これら半導体スイッ
チ素子を薄板金属導体と絶縁薄膜とを使用してその構成
配置を改善することにより、隣接する素子間の漏れリア
クタンスを極限まで小さくＣきるｌ・ランジスタインバ
ータ装置を提供するにある。

［課題を解決するだめの手段１本発明に係るトランジスタインバータ装置は、直流電源
の陽極と陰極にそれぞれ接続された金属導体基板と第１
の薄板金属導体とを備え、前記金属導体基板と第１のｉ
Ｙ９板金属導体との間にそれぞれ電気絶縁材を介して一
方が前記第１のａ９板金Ｕｎ　Ｑ体と当接り−ると共に
他方が前記金属導体基板と当接するよう段差を設けた第
２の薄板金属導体を配置し、前記第２の薄板金属導体を
介して前記金属導体基板と第１の薄板金属導体との間に
それぞれ平形半導体素子を挟持させてこれらを直列に接
続固定し、前記第１の薄板金属導体を前記金属導体基板
に対して固定した板ばねにより平形半導体素子に圧接さ
せたことを特徴とする。

前記のトランジスタインバータ装置において、前記第１
の薄板金ｊｉ域導体は平形半導体素子全体を被覆して板
ばねにより金属導体基板に対し圧接固定すれば好適であ
る。

また、金属導体基板と第１の薄板金属導体との間にコン
デンサの両端子片を挿入してこれを挟持固定することが
できる。

［作用］本発明に係るトランジスタインバータ装置によれば、直
流電源に接続されるそれぞれ１楊を構成する金属導体基
板と薄板金属導体との間に段差を有する薄板金属導体を
介して１組の平形半導体素子を直列接続状態にして外方
からの板ばねによるばね弾力を使用して圧接固定するこ
とにより、漏れリアクタンスの小さな回路構成とするこ
とができ、この結果大重力を高周波でスイッチングし直
流を交流に変換するトランジスタインバータとして、極
めて特性の安定したものを容易に得ることができる。

また、平形半導体素子全体を一方の電橋を構成するＡ”
Ｊ板金属尋体でｍ覆１−ることにより、半導体素子の発
生するノイズが外部へ放射されるのを有効に防ＩＦする
ことがぐきる。

さらに、電源と並列に接続される低インピーダンスのコ
ンデンサも両、上極を構成する金属導体基板と薄板金属
導体との間に簡便かつ確実に固定させることができる。

［実施例］次に、本発明に係るトランジスタインバータの実施例に
つき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明でる。

第１図および第２図は本発明に係るトランジスタインバ
ータの構成の一実施例をそれぞれ示す平面図と要部断面
側面図である。すなわち、第１図および第２図において
、参照符号３０は金属放熱基板を示し、この放熱基板３
０は下面から冷却フィンや水冷パイプにより放熱を行う
よう設計され、例えば直流電源１０の陽極Ｐ側に接続さ
れる。しかるに、この放熱基板３０には、まずＦＥＴ等
からなるトランジスタスイッチ素子Ｑ１を図示のように
右の列に並設する。次に、放熱基板３０の左の列に熱電
導の良好な電気絶縁材３２を載置する。このように放熱
基板３０−［に配置したｌ・ランジスタスイッチ素子Ｑ
１および電気絶縁材３２の上面には、断面形状において
段差を設けた薄板金属導体３４の上片部３４ａど下片部
３４ｂをそれぞれ当接配置する。そして、前記薄板金属
導体３４の上片部３　／Ｉａおよび下片部３４ｂの上面
には、それぞれ電気絶縁材３６ｄ３よびトランジスタス
イッチ素子Ｑ２を載置し、ざらにこれらの電気絶縁材３
６とトランジスタスイッチ索ＦＱ２の上面に全体を覆う
ようにして薄板金属導体３８を被着する。この薄板金属
導体３Ｂは、直流°電源１０の陰極Ｎ側に接続される。

従って、前記陽ｖｉＡＰからなる放熱基板３０上に並列
に配置された複数の１ヘランジスタスイツヂ素了Ｑ１は
、段差を有する薄板金属導体３４を介して前記Ｎ極から
４ｆる薄板金属導体３８に対し並列に配置された複数の
１〜ランジスタスイツチ素了Ｑ２と直列に接続されるこ
とになる。

また、前記陰ｖｉＡＮからなる薄板金属導体３８の左右
両側端部をそれぞれ下方に折曲すると共に、その−側縁
部４０を水平に延設してこれを電気絶縁ｖＵ４２を介し
て陽極Ｐからなる放熱基板３０に固定Ｊるよう構成する
。この場合、前記絶縁材４２を介して前記薄板金属導体
３８の一側縁部４０と放熱基板３０との間にコンデンサ
１２の両端子片４４ａ、４４ｂを接触挟持する。

このように構成した前記薄板金属導体３８の各トランジ
スタスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２と対応する上面部には、そ
れぞれクック」ン部材４６を介して板ばね４８を配置し
、各板ばね４８の一端部は前記薄板金属導体３８の一側
縁部４０に対し間座５０を介してねじ員５２により放熱
基板３０に対し前記薄板金属導体３８と共に固定し、各
板ばね４８の他端部を間座５１を介してねじ具５３によ
り放熱基板３０に対し直接固定する。このようにして、
トランジスタスイッチ素子Ｑ１、Ｑ２を各電極板として
の放熱基板３ｏど薄板金属導体３８との間に圧接するこ
とができ、前記各素子に圧接）Ｊが伝達されて各部品全
てが電気的にも熱的にも、さらには機械的にも有効に固
定される。

なお、前述した実施例においては、各部の寸法誤差等が
多少あって巳、全てのトランジスタスイッチ素子Ｑ１、
Ｑ２が均一に圧接固定されるように、名士、下アームの
１組を構成する２個のトランジスタスイッチ素子Ｑ１、
Ｑ２毎に独立した板ばね４８を使用した場合を示したが
、金体を単一の板ばねでＦｆ接固定するよう構成するこ
とができることは勿論である。また、前）ホした実施例
で（ま、放熱重板３０を陽極Ｐどし、薄板金属導体３８
を陰極Ｎとしたが、実用上はこれらの極性を逆に設定し
ても差し支えはない。

［発明の効果］前述した実施例から明らかなように、本発明にＪ：れば
、各１ヘランジスタスイツチ素子等の電気的接続は、導
線によらず所要の幅をもった導体のみで行うことができ
るｌこめ、トランジスタインバータを構成する各１〜ラ
ンジスタスイツヂ素子の土工アーム間の漏れリアクタン
スは勿論のこと、並列接続される隣接した各トランジス
タスイッチ素子との間の漏れリアクタンスも極限まで小
さくすることができる。このため、本発明の構造によれ
ば、従来の各素子を導線にＪ、り最短状態で接続した場
合に比較し、問題となる漏れリアクタンスを１／１０〜
１　／　１００に低減することができる。

また、本発明の構造において、基板以外の導体をそれぞ
れ薄板で構成し、撓み易くしたことにより、上下におけ
る圧接力は効率よく各部品に伝達されて、各索子の電気
的、熱的、機械的な固定が安定化される。

さらに、本発明によれば、トランジスタスイッチ素子の
全てを陰極Ｎからなる導体で全面的に被覆するよう構成
Ｊ−ることにより、各スイッチ素子が発生するノイズを
前記導体に封じ込めて外部へ放（ト）されるノイズを低
減することができる。そして、電源と並列に接続される
低インピーダンスのコンデンサについてｂ、陽極（Ｐ）
導体とｌＩＸ極（Ｎ）導体の間に直接端子片を挟持させ
て容易かつ確実に接続固定することができる。

このようにして、本発明のトランジスタインバータ装置
によれば、漏れリアクタンスによる弊害を除去しで、性
能の優れたトランジスタインバータを促供することがで
きる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は１１η述した実施例に限定されることなく、本発明
の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をな
し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明に係るトランジスタインバータ装置に関
づる一実施例を示ケ平面図、第２図は第１図に示す１〜
ランジスタインバー・りの要部横断面図、第３図はトラ
ンジスタインバータの応用回路の−・例を示す回路図で
ある。１０・・・直流゛電源１２・・・コンデンサ１４・・・負４８１６・・・インバータ１８・・・インバータ２０・・・漏れリアクタンスＱｌ、Ｑ２・・・トランジスタスイッチ索ｆ３０・・・
放熱基板３２・・・電気絶縁材３４・・・薄板金属導体３６・・・電気絶縁材３８・・・薄板金属導体４０・・・側縁部４２・・・電気絶縁材４４ａ、４４　ｂ　・・・端子片４６・・・クツシコン部材４８・・・板ばね５０．５１・・・間座５２．５３・・・ねじ具ＦＩＧ、１４４ｂ　　（，１２ＦＩＧ、３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）直流電源の陽極と陰極にそれぞれ接続された金属
導体基板と第１の薄板金属導体とを備え、前記金属導体
基板と第１の薄板金属導体との間にそれぞれ電気絶縁材
を介して一方が前記第１の薄板金属導体と当接すると共
に他方が前記金属導体基板と当接するよう段差を設けた
第２の薄板金属導体を配置し、前記第２の薄板金属導体
を介して前記金属導体基板と第１の薄板金属導体との間
にそれぞれ平形半導体素子を挟持させてこれらを直列に
接続固定し、前記第１の薄板金属導体を前記金属導体基
板に対して固定した板ばねにより平形半導体素子に圧接
させたことを特徴とするトランジスタインバータ装置。
（２）第１の薄板金属導体は平形半導体素子全体を被覆
して板ばねにより金属導体基板に対し圧接固定してなる
請求項１記載のトランジスタインバータ装置。
（３）金属導体基板と第１の薄板金属導体との間にコン
デンサの両端子片を挿入してこれを挟持固定してなる請
求項１記載のトランジスタインバータ装置。