JPH04229079A - 半導体スイッチの並列接続方法、スイッチ回路及びインバータ装置 - Google Patents
半導体スイッチの並列接続方法、スイッチ回路及びインバータ装置Info
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- JPH04229079A JPH04229079A JP2407567A JP40756790A JPH04229079A JP H04229079 A JPH04229079 A JP H04229079A JP 2407567 A JP2407567 A JP 2407567A JP 40756790 A JP40756790 A JP 40756790A JP H04229079 A JPH04229079 A JP H04229079A
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- parallel connection
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体スイッチ素子の並
列接続方法に係り、特に並列各半導体スイッチ素子の過
渡時の分担電流の均等化，構成の簡単化，形状の小形化
に好適な並列接続方法、並びに構成の簡単化，形状の小
形化に好適なスイッチ回路やインバータに関する。
列接続方法に係り、特に並列各半導体スイッチ素子の過
渡時の分担電流の均等化，構成の簡単化，形状の小形化
に好適な並列接続方法、並びに構成の簡単化，形状の小
形化に好適なスイッチ回路やインバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体スイッチ素子（ＩＧＢＴ，ＧＴＯ
，バイポーラトランジスタ等）の単体での電流容量には
限りがあるので、さらに大きな電流容量を必要とする時
は、半導体スイッチ素子（以下スイッチ素子と略称する
）を並列に接続して使う。スイッチ素子を並列接続する
場合に重要なのは、並列接続された各スイッチ素子の分
担電流が均等になるように構成することである。
，バイポーラトランジスタ等）の単体での電流容量には
限りがあるので、さらに大きな電流容量を必要とする時
は、半導体スイッチ素子（以下スイッチ素子と略称する
）を並列に接続して使う。スイッチ素子を並列接続する
場合に重要なのは、並列接続された各スイッチ素子の分
担電流が均等になるように構成することである。
【０００３】並列接続された各スイッチ素子の分担電流
は、各スイッチ素子の特性と並列接続用配線の差によっ
て決定される。最近ではスイッチ素子の製造技術が向上
して、特性の揃ったスイッチ素子の選択は比較的容易に
できるようになってきている。このため、各並列接続用
配線の差を小さく構成すれば、従来よく用いられていた
電流のバランサなどを使わずに直接並列接続が可能にな
ってきている（特開昭６０−１０２８８３号公報、特開
昭６２−１６００６９号公報）。直接並列接続では、並
列接続用配線のインダクタンスの差を小さくするように
構成することが重要であり、例えば特開平２−１５５４
７５号公報のような提案がなされている。
は、各スイッチ素子の特性と並列接続用配線の差によっ
て決定される。最近ではスイッチ素子の製造技術が向上
して、特性の揃ったスイッチ素子の選択は比較的容易に
できるようになってきている。このため、各並列接続用
配線の差を小さく構成すれば、従来よく用いられていた
電流のバランサなどを使わずに直接並列接続が可能にな
ってきている（特開昭６０−１０２８８３号公報、特開
昭６２−１６００６９号公報）。直接並列接続では、並
列接続用配線のインダクタンスの差を小さくするように
構成することが重要であり、例えば特開平２−１５５４
７５号公報のような提案がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のポイン
トは、配線間の相互誘導作用を避けて、並列配線の自己
インダクタンスを揃えた構成にある。この方法は、２個
のスイッチ素子を並列接続する場合においては好適な方
法である。しかし、並列のスイッチ素子の数が多くなる
と、並列配線がかなり難しくなってくる。例えば４個並
列接続時は、図６に示すような構成になると思われる。 ２個並列接続したものをさらに並列接続することになり
、配線間の相互誘導作用を避けるために配線間を離すと
、並列接続する構成が複雑で、かつ形状の大きなものに
なるという問題が生じる。
トは、配線間の相互誘導作用を避けて、並列配線の自己
インダクタンスを揃えた構成にある。この方法は、２個
のスイッチ素子を並列接続する場合においては好適な方
法である。しかし、並列のスイッチ素子の数が多くなる
と、並列配線がかなり難しくなってくる。例えば４個並
列接続時は、図６に示すような構成になると思われる。 ２個並列接続したものをさらに並列接続することになり
、配線間の相互誘導作用を避けるために配線間を離すと
、並列接続する構成が複雑で、かつ形状の大きなものに
なるという問題が生じる。
【０００５】また、例えば分担電流不平衡率の許容値を
大きくして、スイッチ素子の並列接続構成を簡単にして
使うことも一つの方法である。しかし、信頼性を確保す
るためにはスイッチ素子の並列数をさらに多くする必要
が生じるので、結局は形状が大きくなるという問題が生
じる。
大きくして、スイッチ素子の並列接続構成を簡単にして
使うことも一つの方法である。しかし、信頼性を確保す
るためにはスイッチ素子の並列数をさらに多くする必要
が生じるので、結局は形状が大きくなるという問題が生
じる。
【０００６】そこで本発明の目的は、並列接続する各ス
イッチ素子の分担電流の均等化，構成の簡単化，形状の
小形化に好適な並列接続方法、並びに構成の簡単化，形
状の小形化に好適なスイッチ回路及びインバータを提供
することにある。
イッチ素子の分担電流の均等化，構成の簡単化，形状の
小形化に好適な並列接続方法、並びに構成の簡単化，形
状の小形化に好適なスイッチ回路及びインバータを提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、我々は並列接続構成を簡単化することによって生じ
る配線の自己インダクタンスの差を、配線導体間の相互
インダクタンスで相殺して、並列接続する各スイッチ素
子の分担電流がほぼ均等になる並列配線構成を見出した
。
に、我々は並列接続構成を簡単化することによって生じ
る配線の自己インダクタンスの差を、配線導体間の相互
インダクタンスで相殺して、並列接続する各スイッチ素
子の分担電流がほぼ均等になる並列配線構成を見出した
。
【０００８】例えばｎ個並列接続時は、スイッチ素子の
陽極端子同志及び陰極端子同志の並列接続導体Ａと電源
及び負荷からの給電導体Ｂの接続点を、１番目と２番目
のスイッチ素子のほぼ中間に設ける。そして給電導体Ｂ
を、２番目からｎ番目のスイッチ素子の並列接続導体Ａ
とほぼ並行にして引出す。この場合、並列接続導体Ａと
ほぼ並行する給電導体Ｂとの間隔Ｗは、その間に相互誘
導作用を働かせるため約７０ｍｍ以下にする。
陽極端子同志及び陰極端子同志の並列接続導体Ａと電源
及び負荷からの給電導体Ｂの接続点を、１番目と２番目
のスイッチ素子のほぼ中間に設ける。そして給電導体Ｂ
を、２番目からｎ番目のスイッチ素子の並列接続導体Ａ
とほぼ並行にして引出す。この場合、並列接続導体Ａと
ほぼ並行する給電導体Ｂとの間隔Ｗは、その間に相互誘
導作用を働かせるため約７０ｍｍ以下にする。
【０００９】そして、このようなスイッチ素子の並列接
続方法を用いて、スイッチ回路やインバータ装置を構成
する。
続方法を用いて、スイッチ回路やインバータ装置を構成
する。
【００１０】
【作用】上記構成によると、給電導体Ｂの接続点を基準
にした並列接続導体Ａの自己インダクタンスは、ｎ番目
のスイッチが最も大きく、１番目と２番目のスイッチが
ほぼ同じになる。給電導体Ｂの接続点と２番目の半導体
スイッチ素子間の並列接続導体Ａには、３番目からｎ番
目までのスイッチ素子の電流も流れる。このため、この
並列スイッチ素子がターンオン、ターンオフ動作した時
、並列接続導体Ａの自己インダクタンスに発生する電圧
は、給電導体Ｂの接続点を基準にすると、ｎ番目のスイ
ッチ素子が最も大きく、１番目のスイッチ素子が最も小
さくなる。一方、２番目からｎ番目までのスイッチ素子
の並列接続導体Ａと給電導体Ｂとの間には相互誘導作用
が働き、その相互インダクタンスが２番目からｎ番目ま
でのスイッチ素子の並列接続導体Ａの自己インダクタン
スを等価的に低減するように働く。相互インダクタンス
の大きさは、給電導体Ｂと並列接続導体Ａ間の間隔によ
って変えることによって達成できる。すなわち、２番目
からｎ番目までの並列接続導体Ａに作用する自己インダ
クタンスと相互インダクタンスの和を可変できる。
にした並列接続導体Ａの自己インダクタンスは、ｎ番目
のスイッチが最も大きく、１番目と２番目のスイッチが
ほぼ同じになる。給電導体Ｂの接続点と２番目の半導体
スイッチ素子間の並列接続導体Ａには、３番目からｎ番
目までのスイッチ素子の電流も流れる。このため、この
並列スイッチ素子がターンオン、ターンオフ動作した時
、並列接続導体Ａの自己インダクタンスに発生する電圧
は、給電導体Ｂの接続点を基準にすると、ｎ番目のスイ
ッチ素子が最も大きく、１番目のスイッチ素子が最も小
さくなる。一方、２番目からｎ番目までのスイッチ素子
の並列接続導体Ａと給電導体Ｂとの間には相互誘導作用
が働き、その相互インダクタンスが２番目からｎ番目ま
でのスイッチ素子の並列接続導体Ａの自己インダクタン
スを等価的に低減するように働く。相互インダクタンス
の大きさは、給電導体Ｂと並列接続導体Ａ間の間隔によ
って変えることによって達成できる。すなわち、２番目
からｎ番目までの並列接続導体Ａに作用する自己インダ
クタンスと相互インダクタンスの和を可変できる。
【００１１】分担電流の均等化は、並列接続導体Ａの接
続点から各スイッチ素子の陽極及び陰極端子までの並列
接続導体Ａに生じる電圧をほぼ等しくすることであるが
、上記本発明の並列接続構成では、相互誘導作用を利用
することによりそれを容易に実現できるようにしている
。そして相互誘導作用をむしろ積極的に利用するために
並列接続導体Ａと給電導体Ｂの間隔を上記従来技術より
大幅に狭めるので、並列接続構成の簡単化と形状の小形
化を同時に実現できる。
続点から各スイッチ素子の陽極及び陰極端子までの並列
接続導体Ａに生じる電圧をほぼ等しくすることであるが
、上記本発明の並列接続構成では、相互誘導作用を利用
することによりそれを容易に実現できるようにしている
。そして相互誘導作用をむしろ積極的に利用するために
並列接続導体Ａと給電導体Ｂの間隔を上記従来技術より
大幅に狭めるので、並列接続構成の簡単化と形状の小形
化を同時に実現できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例の図面を用いて詳述す
る。
る。
【００１３】本発明の一実施例である並列接続構成の組
立図を図１に示す。図１はモジュールタイプのスイッチ
素子を３個並列接続したスイッチ回路の例である。また
、図１のＡ−Ａ断面図を図２に示す。図１，図２におい
て、１は直流電源、２は負荷、３はダイオード、４１〜
４３はモジュールタイプのスイッチ素子、５１〜５３は
制御信号用の配線である。スイッチ素子の陽極端子及び
陰極端子は、それぞれ陽極端子並列接続導体６及び陰極
端子並列接続導体７で接続されている。このように並列
接続されたスイッチ素子全体を、ここでは並列モジュー
ルと称することにする。並列モジュールは、給電導体８
，９によって電源１及び負荷２に接続される。給電導体
８，９は、スイッチ素子４１と４２の間の並列接続導体
６，７に設けられた接続点６１，７１から、その並列接
続導体６，７の上に間隔Ｗをもって配線される。
立図を図１に示す。図１はモジュールタイプのスイッチ
素子を３個並列接続したスイッチ回路の例である。また
、図１のＡ−Ａ断面図を図２に示す。図１，図２におい
て、１は直流電源、２は負荷、３はダイオード、４１〜
４３はモジュールタイプのスイッチ素子、５１〜５３は
制御信号用の配線である。スイッチ素子の陽極端子及び
陰極端子は、それぞれ陽極端子並列接続導体６及び陰極
端子並列接続導体７で接続されている。このように並列
接続されたスイッチ素子全体を、ここでは並列モジュー
ルと称することにする。並列モジュールは、給電導体８
，９によって電源１及び負荷２に接続される。給電導体
８，９は、スイッチ素子４１と４２の間の並列接続導体
６，７に設けられた接続点６１，７１から、その並列接
続導体６，７の上に間隔Ｗをもって配線される。
【００１４】次に、このようにスイッチ素子４１〜４３
の並列接続構成を簡単化しても、分担電流の均等化が実
現できる理由を説明する。
の並列接続構成を簡単化しても、分担電流の均等化が実
現できる理由を説明する。
【００１５】図２のように、陰極端子の並列接続導体７
の自己インダクタンスをＬ１，Ｌ２，Ｌ３、並列接続導
体７に対向する給電導体９の自己インダクタンスをＬ４
，Ｌ５，Ｌ６とし、モジュール内の配線インダクタンス
を含めて図１の構成を回路化すると、図３のように表す
ことができる。ここでは、図１のモジュールタイプのス
イッチ素子４１〜４３をＩＧＢＴとダイオードが逆並列
接続されたＩＧＢＴのモジュールを引用している。
の自己インダクタンスをＬ１，Ｌ２，Ｌ３、並列接続導
体７に対向する給電導体９の自己インダクタンスをＬ４
，Ｌ５，Ｌ６とし、モジュール内の配線インダクタンス
を含めて図１の構成を回路化すると、図３のように表す
ことができる。ここでは、図１のモジュールタイプのス
イッチ素子４１〜４３をＩＧＢＴとダイオードが逆並列
接続されたＩＧＢＴのモジュールを引用している。
【００１６】ＩＧＢＴモジュールであるスイッチ素子４
１〜４３の中は、それぞれＩＧＢＴ（４１１，４２１，
４３１）とダイオード（４１２，４２２，４３２）が逆
並列接続した構成であり、両者の各接続部（４１３，４
２３，４３３及び４１６，４２６，４３６）からモジュ
ールの表面に引き出されるコレクタ端子（４１７，４２
７，４３７）及びエミッタ端子（４１８，４２８，４３
８）間にもそれぞれ配線インダクタンスＬ４１４，Ｌ４
２５，Ｌ４３４及びＬ４１５，Ｌ４２５，Ｌ４３５が存
在する。また、並列モジュール８から電源１及び負荷２
への給電導体９，１０と、並列接続導体６，７が近接し
た部分に働く相互誘導作用による相互インダクタンスを
Ｍ１〜Ｍ４とする。
１〜４３の中は、それぞれＩＧＢＴ（４１１，４２１，
４３１）とダイオード（４１２，４２２，４３２）が逆
並列接続した構成であり、両者の各接続部（４１３，４
２３，４３３及び４１６，４２６，４３６）からモジュ
ールの表面に引き出されるコレクタ端子（４１７，４２
７，４３７）及びエミッタ端子（４１８，４２８，４３
８）間にもそれぞれ配線インダクタンスＬ４１４，Ｌ４
２５，Ｌ４３４及びＬ４１５，Ｌ４２５，Ｌ４３５が存
在する。また、並列モジュール８から電源１及び負荷２
への給電導体９，１０と、並列接続導体６，７が近接し
た部分に働く相互誘導作用による相互インダクタンスを
Ｍ１〜Ｍ４とする。
【００１７】スイッチ素子の特性を揃え、各モジュール
分担電流を均等にすると、各モジュールのコレクタ端子
（例えば４１７）とエミッタ端子（例えば４１８）間に
発生する電圧は同じであるから、給電導体８，９の接続
点６１，７１から各モジュールのコレクタ端子４１７，
４２７，４３７間及びエミッタ端子４１８，４２８，４
３８間の配線に発生する電圧を揃えればよいことになる
。なお、図３におけるコレクタ端子側とエミッタ端子側
の配線インダクタンスは対称形になっているので、ここ
では説明を簡略にするためエミッタ端子側のみで説明す
る。
分担電流を均等にすると、各モジュールのコレクタ端子
（例えば４１７）とエミッタ端子（例えば４１８）間に
発生する電圧は同じであるから、給電導体８，９の接続
点６１，７１から各モジュールのコレクタ端子４１７，
４２７，４３７間及びエミッタ端子４１８，４２８，４
３８間の配線に発生する電圧を揃えればよいことになる
。なお、図３におけるコレクタ端子側とエミッタ端子側
の配線インダクタンスは対称形になっているので、ここ
では説明を簡略にするためエミッタ端子側のみで説明す
る。
【００１８】各モジュールに等しい電流ｉが流れるとし
て、並列接続導体７１の各モジュール間に発生する電圧
を等しくするには、
て、並列接続導体７１の各モジュール間に発生する電圧
を等しくするには、
【００１９】
【数１】
【００２０】であるから、分担電流の均等化の条件は
【
００２１】
００２１】
【数２】
【００２２】
【数３】
【００２３】である。
【００２４】数２や数３にすることは、相互誘導作用を
利用しているので、実装が非常に難しいようにも思われ
るが、電流分担不平衡率を多少見込むと、比較的容易に
実装できることが分かった。
利用しているので、実装が非常に難しいようにも思われ
るが、電流分担不平衡率を多少見込むと、比較的容易に
実装できることが分かった。
【００２５】図４に、図１の並列接続構成による分担電
流の測定例を示す。パラメータは給電導体９と並列接続
導体７との間隔Ｗである。間隔Ｗを１０ｍｍと狭くする
と、相互誘導作用により相互インダクタンスＭ３が大き
くなりすぎるため、ＩＧＢＴ３（４３１）の電流が１番
大きくなっている。しかし、間隔Ｗが２０及び４０ｍｍ
の時は、良好な分担電流が得られていることが分かる。
流の測定例を示す。パラメータは給電導体９と並列接続
導体７との間隔Ｗである。間隔Ｗを１０ｍｍと狭くする
と、相互誘導作用により相互インダクタンスＭ３が大き
くなりすぎるため、ＩＧＢＴ３（４３１）の電流が１番
大きくなっている。しかし、間隔Ｗが２０及び４０ｍｍ
の時は、良好な分担電流が得られていることが分かる。
【００２６】また実験結果によると、給電導体９と並列
接続導体７との間隔Ｗが７０ｍｍの場合でも、ＩＧＢＴ
４３１の分担電流が若干低下するものの、ＩＧＢＴ４１
１と４２１の分担電流の均等化が図られ、電流不平衡率
としてはそれほど大きくならないことを確認している。 電流不平衡率がそれほど大きくならない要因は、本発明
の並列接続の基本構成が、２個のスイッチ素子の分担電
流の均等化を重視し、他のスイッチ素子の分担電流をこ
れに近づけるに適した構成であるためである。以上、本
発明の並列接続方法を３個のスイッチ素子を並列接続し
た例で説明してきたが、それが４個以上である場合は、
前記２番目と３番目のスイッチ素子の間にスイッチ素子
が追加されることになる。また本発明の実施例では、ス
イッチ素子を等間隔に配置した図を示したが、給電導体
９の接続点７１から各スイッチ素子の陰極端子までの自
己インダクタンスと相互インダクタンスの和を揃えやす
くするために、スイッチ素子の間隔を不均等にする場合
もある。間隔を不均等にすると、配線が長くなるので自
己インダクタンスが増加してスイッチ回路として不都合
に思われるが、数２や数３で示すように相互インダクタ
ンスでキャンセルする構成とするため、トータルのイン
ダクタンスは微増ですむ。
接続導体７との間隔Ｗが７０ｍｍの場合でも、ＩＧＢＴ
４３１の分担電流が若干低下するものの、ＩＧＢＴ４１
１と４２１の分担電流の均等化が図られ、電流不平衡率
としてはそれほど大きくならないことを確認している。 電流不平衡率がそれほど大きくならない要因は、本発明
の並列接続の基本構成が、２個のスイッチ素子の分担電
流の均等化を重視し、他のスイッチ素子の分担電流をこ
れに近づけるに適した構成であるためである。以上、本
発明の並列接続方法を３個のスイッチ素子を並列接続し
た例で説明してきたが、それが４個以上である場合は、
前記２番目と３番目のスイッチ素子の間にスイッチ素子
が追加されることになる。また本発明の実施例では、ス
イッチ素子を等間隔に配置した図を示したが、給電導体
９の接続点７１から各スイッチ素子の陰極端子までの自
己インダクタンスと相互インダクタンスの和を揃えやす
くするために、スイッチ素子の間隔を不均等にする場合
もある。間隔を不均等にすると、配線が長くなるので自
己インダクタンスが増加してスイッチ回路として不都合
に思われるが、数２や数３で示すように相互インダクタ
ンスでキャンセルする構成とするため、トータルのイン
ダクタンスは微増ですむ。
【００２７】次に、本発明をスイッチ素子２個の並列に
適用した場合について説明する。
適用した場合について説明する。
【００２８】図５に、図１のＡ−Ａ断面に相応する２個
並列時の断面図を示す。図１〜図３と同一構成要素には
同一記号を符している。スイッチ素子４１と４２の陰極
端子間の間隔をｌ１とし、給電導体９の接続点７１とス
イッチ素子４２の間隔をｌ２とすると、ｌ２を２分の１
のｌ１より大きくして、接続点７１からスイッチ素子４
１，４２の陰極端子までの並列接続導体７の自己インダ
クタンスに差を設けている。そして、自己インダクタン
スの大きい方の並列接続導体７に並行して給電導体９を
引出し、自己インダクタンスと相互インダクタンスの和
が同じになるようにしている。
並列時の断面図を示す。図１〜図３と同一構成要素には
同一記号を符している。スイッチ素子４１と４２の陰極
端子間の間隔をｌ１とし、給電導体９の接続点７１とス
イッチ素子４２の間隔をｌ２とすると、ｌ２を２分の１
のｌ１より大きくして、接続点７１からスイッチ素子４
１，４２の陰極端子までの並列接続導体７の自己インダ
クタンスに差を設けている。そして、自己インダクタン
スの大きい方の並列接続導体７に並行して給電導体９を
引出し、自己インダクタンスと相互インダクタンスの和
が同じになるようにしている。
【００２９】なお、電流容量の異なるスイッチ素子を並
列接続する場合は、自己インダクタンスと相互インダク
タンスの和がスイッチ素子の電流容量に反比例するよう
にする。
列接続する場合は、自己インダクタンスと相互インダク
タンスの和がスイッチ素子の電流容量に反比例するよう
にする。
【００３０】図７は、単相インバータ装置の主スイッチ
素子に本発明の並列接続方法を適用した実施例である。 単相インバータは、直流電源１と陽極端子と陰極端子が
直列接続体１０によって直列接続された一対のスイッチ
素子が２組並列に接続され、直列接続されたスイッチ素
子の各接続点間１１に負荷２が接続されるた構成となる
。なお、図面を簡略化するため１相分をブロックで示し
ているが、ブロックの中は図示したものと同一構成にな
っている。本発明の並列接続構成を用いることにより、
スイッチ素子を３個並列接続しているにもかかわらず、
非常に簡単な構成になっている。
素子に本発明の並列接続方法を適用した実施例である。 単相インバータは、直流電源１と陽極端子と陰極端子が
直列接続体１０によって直列接続された一対のスイッチ
素子が２組並列に接続され、直列接続されたスイッチ素
子の各接続点間１１に負荷２が接続されるた構成となる
。なお、図面を簡略化するため１相分をブロックで示し
ているが、ブロックの中は図示したものと同一構成にな
っている。本発明の並列接続構成を用いることにより、
スイッチ素子を３個並列接続しているにもかかわらず、
非常に簡単な構成になっている。
【００３１】図８は、単相インバータ装置の主スイッチ
素子に本発明の並列接続方法を適用した他の実施例であ
る。図７とはスイッチ素子が異なっており、スイッチの
陽極端子と陰極端子が直列接続されたモジュールを用い
た場合の構成図である。
素子に本発明の並列接続方法を適用した他の実施例であ
る。図７とはスイッチ素子が異なっており、スイッチの
陽極端子と陰極端子が直列接続されたモジュールを用い
た場合の構成図である。
【００３２】なお図示していないが、半導体スイッチの
並列数が多い場合は、図８のように構成した並列接続構
成体を対称に配置してそれを並列接続し、その接続を電
源又は負荷に接続するのが有効である。また、トータル
の並列接続数が奇数の場合は、中間の半導体スイッチを
中心に対称に配置するとよい。
並列数が多い場合は、図８のように構成した並列接続構
成体を対称に配置してそれを並列接続し、その接続を電
源又は負荷に接続するのが有効である。また、トータル
の並列接続数が奇数の場合は、中間の半導体スイッチを
中心に対称に配置するとよい。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、並列スイッチ素子の分
担電流の均等化が図られ、相互誘導作用を積極的に利用
することで並列構成の簡単化と形状の小形化が図れる。 このため、スイッチ素子の利用率の向上、あるいは信頼
性が向上すると共に、組立コストの低減並びにスイッチ
回路やインバータ装置の小形化に効果がある。
担電流の均等化が図られ、相互誘導作用を積極的に利用
することで並列構成の簡単化と形状の小形化が図れる。 このため、スイッチ素子の利用率の向上、あるいは信頼
性が向上すると共に、組立コストの低減並びにスイッチ
回路やインバータ装置の小形化に効果がある。
【図１】本発明の３個並列接続時の組立図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】配線インダクタンスを考慮した時の並列回路図
である。
である。
【図４】分担電流波形例を示す図である。
【図５】２個並列時の接続例を示した図である。
【図６】従来例の説明図である。
【図７】インバータでの実施例の回路図である。
【図８】インバータでの他の実施例を示した図である。
１…直流電源、２…負荷、３…ダイオード、６，７…並
列接続導体、８，９…給電導体、４１〜４３…モジュー
ルタイプのスイッチ素子、５１〜５３…制御信号用配線
、６１，７１…給電導体の接続点、４１１，４２１，４
３１…ＩＧＢＴ、４１２，４２２，４３２…ダイオード
、Ｍ１〜Ｍ４…相互インダクタンス、Ｌ１〜Ｌ１２…自
己インダクタンス、Ｓ１〜Ｓ４…スイッチ。
列接続導体、８，９…給電導体、４１〜４３…モジュー
ルタイプのスイッチ素子、５１〜５３…制御信号用配線
、６１，７１…給電導体の接続点、４１１，４２１，４
３１…ＩＧＢＴ、４１２，４２２，４３２…ダイオード
、Ｍ１〜Ｍ４…相互インダクタンス、Ｌ１〜Ｌ１２…自
己インダクタンス、Ｓ１〜Ｓ４…スイッチ。
Claims (12)
- 【請求項１】複数の半導体スイッチの陽極端子同志及び
陰極端子同志を各々並列接続導体で接続し、前記並列接
続導体と電源又は負荷との間を給電導体で接続する半導
体スイッチの並列接続方法において、前記並列接続導体
の前記給電導体との接続点を前記並列接続導体の中間点
よりも一端側に片寄らせて設け、接続点から両端の陽極
端子又は陰極端子までの前記並列接続導体の自己インダ
クタンスの不均一を、前記並列接続導体と前記給電導体
間の相互インダクタンスで補正するように前記給電導体
を配置したことを特徴とする半導体スイッチの並列接続
方法。 - 【請求項２】電源から負荷に供給するエネルギーを複数
の半導体スイッチで制御するスイッチ回路であって、前
記複数の半導体スイッチが少なくとも２個以上並列接続
され、前記複数の半導体スイッチの陽極端子同志及び陰
極端子同志を各々並列接続導体Ａで接続し、前記並列接
続導体Ａに前記電源及び負荷からの給電導体Ｂを接続す
る半導体スイッチの並列接続方法において、前記半導体
スイッチの陽極端子同志又は陰極端子同志の少なくとも
一方の並列接続導体Ａと前記給電導体Ｂの接続点を、並
列接続導体Ａの長手方向の中間点より一方に片寄らせ、
接続点から両端の陽極端子又は陰極端子までの前記並列
接続導体Ａの自己インダクタンス（Ｌ１，Ｌ２）を不均
一（Ｌ１＜Ｌ２）とし、大きい方の自己インダクタンス
（Ｌ２）を低減するように、前記並列接続導体Ａと前記
給電導体Ｂ間に相互誘導作用が働くようにしたことを特
徴とする半導体スイッチの並列接続方法。 - 【請求項３】電源から負荷に供給するエネルギーを複数
の半導体スイッチで制御するスイッチ回路であって、前
記複数の半導体スイッチを少なくとも３個以上並列接続
し、前記複数の半導体スイッチの陽極端子同志及び陰極
端子同志を並列接続導体Ａで接続し、前記並列接続導体
Ａに前記電源又は負荷からの給電導体Ｂが接続される半
導体スイッチ回路において、前記陽極端子同志又は前記
陰極端子同志の少なくとも一方の並列接続導体Ａと給電
導体Ｂの接続点を、並列接続導体Ａの中間点又は中央の
半導体スイッチより一方に片寄らせ、片寄らせたのとは
反対の他方側に接続導体Ｂを引出す構成としたことを特
徴とする半導体スイッチ回路。 - 【請求項４】請求項３において、前記並列半導体スイッ
チの一方の端を１番目とし、他方の端をｎ番目とした時
、前記給電導体Ｂの接続部が並列接続導体Ａの１番目と
２番目の半導体スイッチの間にあって、前記給電導体Ｂ
がｎ番目の半導体スイッチの上を通る構成としたことを
特徴とする半導体スイッチ回路。 - 【請求項５】請求項４において、１番目と２番目の半導
体スイッチ間を結ぶ前記並列接続導体Ａの距離をＣとし
、１番目の半導体スイッチと前記給電導体Ｂの接続点ま
での距離をＤとすると、Ｄ／Ｃが１／３よりも大きく、
２／３よりも小さくなるように構成したことを特徴とす
る半導体スイッチ回路。 - 【請求項６】請求項４から５において、ｎ番目の半導体
スイッチの前記並列接続導体Ａと前記給電導体Ｂとの間
の距離をＷとすると、Ｗが７０ｍｍ以下であることを特
徴とする半導体スイッチ回路。 - 【請求項７】請求項６において、前記並列配線導体Ａと
接続導体Ｂ間の距離Ｗが、２番目からｎ番目の各半導体
スイッチ間で異なることを特徴とする、スイッチ回路。 - 【請求項８】請求項３から７の構成のスイッチ回路を対
称に配置して、その中間点から前記電源又は負荷への第
２の給電導体Ｂ´を接続していることを特徴とする、ス
イッチ回路。 - 【請求項９】請求項８において、半導体スイッチの配列
接続数が奇数個で、対称に配置したものが自質的に一体
化されていることを特徴とする、スイッチ回路。 - 【請求項１０】請求項３から９において、前記半導体ス
イッチに電流容量の異なる半導体スイッチを組み合わせ
たことを特徴とする、スイッチ回路。 - 【請求項１１】請求項３から１０において、前記半導体
スイッチがＩＧＢＴ又はＭＯＳ−ＦＥＴの個別素子ある
いはモジュールであることを特徴とする半導体スイッチ
回路。 - 【請求項１２】直流電源と直列接続された一対の半導体
スイッチが少なくとも２組以上並列に接続され、前記一
対の半導体スイッチの直列接続点間に負荷を接続するイ
ンバータ装置において、前記半導体スイッチがＩＧＢＴ
又はＭＯＳ−ＦＥＴ等の高速スイッチング素子で、かつ
それが少なくとも２個以上の並列接続体であって、各々
の陽極端子同志、陰極端子同志が並列接続導体Ａで接続
され、請求項１から請求項６のうち何れかに記載された
接続を用いたことを特徴とする、インバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2407567A JPH04229079A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 半導体スイッチの並列接続方法、スイッチ回路及びインバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2407567A JPH04229079A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 半導体スイッチの並列接続方法、スイッチ回路及びインバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04229079A true JPH04229079A (ja) | 1992-08-18 |
Family
ID=18517137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2407567A Pending JPH04229079A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 半導体スイッチの並列接続方法、スイッチ回路及びインバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04229079A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1141909A (ja) * | 1997-07-14 | 1999-02-12 | Toshiba Corp | 半導体モジュ−ル及び電力変換装置 |
| JP2003088142A (ja) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Toshiba Corp | 周波数変換装置 |
| JP2009284604A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Toyota Industries Corp | 電力変換装置 |
| CN102545557A (zh) * | 2010-12-16 | 2012-07-04 | 赛米控电子股份有限公司 | 功率半导体系统 |
| JP2017055478A (ja) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | スイッチング回路および電力変換装置 |
| JP2017175602A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-09-28 | トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ，インコーポレイティド | 電流／電力平衡化のための方法および装置 |
| WO2025079480A1 (ja) * | 2023-10-10 | 2025-04-17 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
-
1990
- 1990-12-27 JP JP2407567A patent/JPH04229079A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1141909A (ja) * | 1997-07-14 | 1999-02-12 | Toshiba Corp | 半導体モジュ−ル及び電力変換装置 |
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| CN102545557B (zh) * | 2010-12-16 | 2016-03-30 | 赛米控电子股份有限公司 | 功率半导体系统 |
| JP2017055478A (ja) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | スイッチング回路および電力変換装置 |
| JP2017175602A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-09-28 | トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ，インコーポレイティド | 電流／電力平衡化のための方法および装置 |
| WO2025079480A1 (ja) * | 2023-10-10 | 2025-04-17 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
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