本发明专利技术涉及半导体模块，提供一种恢复特性优良并且低损失且低成本的PFC模块。PFC模块具有：二极管桥，由上臂的第一以及第二二极管（D1R）、（D1S）及下臂的第三以及第四二极管（D2R）、（D2S）构成；功率因数改善用的第一以及第二开关元件（SWR）、（SWS）。其中的第一以及第二二极管（D1R）、（D1S）是采用宽带隙半导体形成的肖特基势垒二极管，第三以及第四二极管（D2R）、（D2S）及第一以及第二开关元件（SWR）、（SWS）是采用硅形成的肖特基势垒二极管。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及包括功率因数改善(Power Factor Correction (PFC):功率因数校正)电路的半导体模块的结构。
技术介绍
以往，在功率控制用的半导体模块(功率模块)中，在采用了使用硅(Si)形成的PiN (P-intrinsic-N) 二极管的情况下,产生由少数载流子的蓄积效应引起的恢复电流(recovery current),所以,成为功率模块的损失增大的因素之一。另一方面,在肖特基势鱼二极管(Schottky barrier diode)中能够使其显著减少。因此，在以往的功率模块中，在很多情况下采用使用Si形成的肖特基势垒二极管(SBD)。 此外，作为能够实现高耐电压、低损失以及高耐热的下一代开关元件，采用了宽带隙半导体的半导体元件被认为很有前景。在下述的专利文献I 5中示出将采用作为代表性的宽带隙半导体的碳化硅(SiC)形成的半导体器件(SiC器件)应用于功率模块的例子。现有技术文献 专利文献 专利文献I :日本特开平10-93015号公报； 专利文献2 :日本特开平11-233712号公报； 专利文献3 :日本特表平11-510000号公报； 专利文献4 :日本特开2003-18862号公报； 专利文献5 :日本特开2006-149195号公报。作为具有二极管的功率模块之一，公知具有整流用的二极管桥(diode bridge)和功率因数改善(Power Factor Correction :PFC)电路的PFC模块。在以往的PFC模块的二极管桥中，采用了 Si的肖特基势垒二极管。但是，对于Si的肖特基势垒二极管来说，若使耐电压为数百V以上，则正向的电压降(正向电压(VF))显著变高，所以，在高电压控制用的功率模块中，也存在导致与PiN 二极管的情况相比损失增大的情况。另一方面，对于采用SiC形成的肖特基势垒二极管来说，即便使耐电压为数百V以上，也能够将正向电压维持得较低。因此，将SiC的肖特基势垒二极管应用于功率模块，从而能够实现低损失且恢复特性优良的功率模块。但是，SiC器件与Si器件相比价格高，所以，若将功率模块进行SiC器件化，则伴随着制造成本的增大。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种恢复特性优良、低损失且低成本的PFC模块。本专利技术提供一种半导体模块，其特征在于，具有二极管桥，具有阴极彼此连接的第一以及第二二极管及阳极彼此连接的第三以及第四二极管，所述第一以及第三二极管串联连接，所述第二以及第四二极管串联连接；第一开关元件，与所述第一二极管和第三二极管的连接节点连接；第二开关元件，与所述第二二极管和第四二极管的连接节点连接，所述第一以及第二二极管是采用宽带隙半导体形成的肖特基势垒二极管，所述第三以及第四二极管及所述第一以及第二开关元件是采用硅形成的肖特基势垒二极管以及开关元件。对于作为二极管桥的上臂的第一以及第二二极管来说，除了起到整流元件的功能夕卜，还起到利用第一以及第二开关元件进行的PFC动作时的回流二极管的功能。特别是，在PFC控制中，第一以及第二开关元件进行高频率动作，所以，第一以及第二二极管的回流动作时的恢复损失在很大程度上有助于PFC模块整体的损失。使第一以及第二二极管为低损失且恢复特性优良的SiC器件，由此，能够使PFC模块的损失大幅 度地减少。此外，并不是全部功率芯片而是限于仅将第一以及第二二极管进行SiC器件化，所以，也能够抑制成本的上升。并且，对于SiC器件来说，低损失并且能够小型化，所以，也能够有助于PFC模块的小型化。附图说明图I是本专利技术的PFC模块的电路图。图2是以往的PFC模块的结构图。图3是实施方式I的PFC模块的结构图。图4是实施方式2的PFC模块的结构图。图5是实施方式3的PFC模块的结构图。具体实施例方式实施方式I 图I是本专利技术的半导体模块即PFC模块的电路图。如该图所示，该PFC模块具有由第一 第四二极管D1K、D1S、D2K、D2S构成的二极管桥；功率因数改善用的第一以及第二开关元件SWK、Sffs ;控制该第一以及第二开关元件SWK、Sffs的驱动器IC100。二极管桥如下构成具有阴极彼此连接的上臂的第一以及第二二极管D1k、Dls及阳极彼此连接的下臂的第三以及第四二极管D2k、D2S，第一二极管DIk和第三二极管D2k串联连接并且第二二极管Dls和第四二极管D2S串联连接。第一二极管DIk的阳极和第三二极管D2k的阴极连接的R端子、以及第二二极管Dls的阳极和第四二极管D2S的阴极连接的S端子是施加交流电源的输入端子。此外，第一以及第二二极管D1K、D1S的阴极连接的P端子是高电位侧输出端子。第一开关元件SWk连接在第一二极管DIk与第三二极管D2k之间的连接节点(R端子)和作为低电位侧输出端子的N端子之间。第二开关元件SWs连接在第二二极管Dls与第四二极管D2S之间的连接节点(S端子)和N端子之间。外部的控制IC (未图示)连接到第三以及第四二极管D2k、D2s的阳极连接的N2端子。该控制IC基于N2端子的信号向驱动器IC100的VIN端子供给控制信号，从而控制第一以及第二开关元件SWK、SWs，进行预定的功率因数改善的动作。并且，图I所示的VD端子是驱动器IC100的电源端子，GND端子是接地端子。此处，作为针对本专利技术的比较例，对以往的PFC模块的结构进行说明。图2是表示其结构的平面图以及剖面图。在以往的？ (模块中，第一 第四二极管011；、013、021；、04是采用Si形成的肖特基势垒二极管，第一以及第二开关元件SWK、Sffs是采用Si形成的例如IGBT0即，第一 第四二极管D1k、D1s、D2k、D2s及第一以及第二开关元件SWK、SWs都是Si器件。 如图2所示，在该PFC模块中，第一以及第二二极管D1K、D1S的芯片搭载在起到P端子的功能的引线框架104 (第一引线框架)上。此外，第三二极管D2k以及第一开关元件SWk的芯片搭载在起到R端子的功能的引线框架102 (第二引线框架)上。第四二极管D2S以及第二开关元件SWs的芯片搭载在起到S端子的功能的引线框架103 (第三引线框架)上。此夕卜，驱动器IC100搭载在起到在其控制中使用的控制端子(VIN端子、VD端子、GND端子等)的功能的预定的引线框架上。在图2中，引线框架101起到N端子的功能，引线框架105起到N2端子的功能。各芯片和引线框架经由导线布线110进行连接。以上的各结构要素被构成该PFC模块的壳体200的模塑树脂保持。引线框架101 104的一部分作为外部连接端子从壳体200的一个侧面突出，引线框架105与驱动器IC100的控制端子(VIN端子、VD端子、GND端子等)一起从壳体200的另一个侧面突出。此外，在该PFC模块中设置有贯通壳体200的安装用的贯通孔121、122。如图2的右侧示出的剖面图所示，在以往的PFC模块中，引线框架101 104在壳体200的内部向下方弯曲，使这些引线框架101 104的芯片搭载部的下表面从壳体200的底面露出。热导率高的绝缘片120贴附在引线框架101 104露出的部分。利用该结构，第一 第四二极管D1k、D1s、D2k、D2s及第一以及第二开关兀本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：加藤正博，中川信也，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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