半导体模块和半导体设备制造技术

本发明专利技术涉及半导体模块和半导体设备，提供了一种控制器集成旋转电机，其配备有控制器。该控制器配备有半导体模块，该半导体模块对于逆变器电路的相位具有由上臂开关设备和下臂开关设备构成的多个串联连接的单元。半导体模块还具有接合到上臂开关设备的高压端子的多个正导体和接合到下臂开关设备的低压端子的多个负导体。正导体彼此分离。类似地，负导体彼此分离。该结构消除由正汇流条与负汇流条之间的电流量中的差异所产生的不利影响。

Semiconductor modules and semiconductor devices

The invention relates to a semiconductor module and a semiconductor device, and provides a controller integrated rotating motor equipped with a controller. The controller is equipped with semiconductor module. The semiconductor module has multiple series connected units for the phase of inverter circuit, consisting of upper arm switch device and lower arm switchgear. The semiconductor module also has multiple positive conductors connected to the high-voltage terminals of the upper arm switchgear and a plurality of negative conductors connected to the low voltage terminals of the lower arm switchgear. The positive conductors are separated from each other. Similarly, negative conductors are separated from each other. The structure eliminates the adverse effects of the difference in the current amount between the positive confluence bar and the negative confluence strip.

【技术实现步骤摘要】
半导体模块和半导体设备
本专利技术大体涉及运作来执行电力转换的半导体模块以及配备有此类半导体模块的半导体设备。
技术介绍
日本专利首次出版JP2012-249371教导了控制器集成旋转电机，其由旋转电机和控制该旋转电机的操作的控制器的组合所组成。控制器配备有多个电力模块(即，半导体模块)和汇流条。电力模块围绕旋转电机的旋转轴布置。当需要从控制器的电力转换器电路向旋转电机输送电力或从旋转电机向电力转换器电路输送电力时，电流将流过正和负汇流条。这样的电流流动通常导致正和负汇流条自感而产生辐射噪声，由此使控制器的EMC(电磁兼容性)下降。正和负汇流条的自感也可能导致控制器中安装的开关设备处浪涌电压增加。从正汇流条流向旋转电机的电流的量通常与从旋转电机流向负汇流条的电流量相同。EMC下降或浪涌电压增加因此可能由于正和负汇流条之间的磁耦合而减小。假设其中针对电力转换器电路的多个相(即，脚)安装有多个开关设备的单个半导体模块用于向两组或更多组定子绕组(其在下文也称为定子绕组组)输送电力并且单个正导体用于与属于不同脚的上开关设备的高压端子连接并且单个负导体也用于与属于不同脚的下开关设备的低压端子连接，则针对多个定子绕组组在正和负汇流条中形成单流电流。如果在正与负端子之间存在延伸通过正和负汇流条通向电力供应和半导体模块的多个路径，则将引起对流过正汇流条的电流的量与流过负汇流条的电流量不同这一方面的关注。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是提供半导体模块和半导体设备，它们设计成消除由正汇流条与负汇流条之间的电流量差异产生的不利影响。根据本专利技术的一个方面，提供有半导体模块(110b)，其包括：(a)多个串联连接的单元，这些单元包括上臂开关设备(SP1，SP2)和下臂开关设备(SN1，SN2)，串联连接的单元中的每个针对电力转换器电路的相位中的一个而提供；(b)上臂开关设备的高压端子所接合的多个正导体(121a，121d)；以及(c)下臂开关设备的低压端子所接合的多个负导体(121c，121f)。正导体彼此分离。负导体彼此分离。简而言之，半导体模块具有正导体，属于电力转换器电路的不同脚的上臂开关设备的高压端子接合到这些正导体并且这些正导体彼此分离。另外，半导体模块还具有负导体，属于不同脚的下臂开关设备的低压端子接合到这些负导体并且这些负导体彼此分离。因此，当脚向例如相应定子绕组组供应电力时，在正汇流条和负汇流条中形成到定子绕组组的独流电流。这即使在存在延伸通过正汇流条和负汇流条(它们使正端子和负端子与半导体模块连接)的多个路径的情况下也使由正汇流条和负汇流条中的电流量之间的差异所产生的不利影响最小化。根据本专利技术的另一个方面，提供有半导体设备(11)，其包括：(a)多个半导体模块(110b)，这些半导体模块中的每个包括配备有上臂开关设备(SP1，SP2)和下臂开关设备(SN1，SN2)的串联连接的单元、上臂开关设备的高压端子所接合的正导体(121a，121d)以及下臂开关设备的低压端子所接合的负导体(121c，121f)，串联连接的单元每个针对电力转换器电路的相位中的一个提供，半导体模块包括一个第一模块(110b-2)，在该第一模块中设置串联连接的单元、正导体和负导体，正导体彼此分离，负导体彼此分离；(b)连接到外部设备的正端子(113k)和负端子(113l)；(c)将第一模块的正导体、其他半导体模块的正导体和所述正端子连接在一起的正汇流条(113b)；以及(d)将第一模块的负导体、其他半导体模块的负导体和所述负端子连接在一起的负汇流条(113c)。简而言之，半导体模块具有正导体，属于电力转换器电路的不同脚的上臂开关设备的高压端子接合到这些正导体并且这些正导体彼此分离。另外，半导体模块还具有负导体，属于不同脚的下臂开关设备的低压端子接合到这些负导体并且这些负导体彼此分离。因此，当脚向例如相应定子绕组组供应电力时，在正汇流条和负汇流条中形成到定子绕组组的离散流电流。这即使在存在延伸通过正汇流条和负汇流条(它们使正端子和负端子与半导体模块连接)的多个路径的情况下也使由正汇流条和负汇流条中的电流量之间的差异所产生的不利影响最小化。在本专利技术的第三方面中，半导体模块可采用圆形形式布置。第一模块是位于距离正端子和负端子最远的半导体模块中的一个。具体地，是采用圆形形式布置的半导体模块中的一个的第一模块距离正端子和负端子最远放置。例如，正汇流条由第一和第二正汇流条构成。负汇流条由第一和第二负汇流条构成。第一正汇流条和第一负汇流条在设置有半导体模块的左半个圆上布置。第一正汇流条和第一负汇流条的第一端接合到正和负端子。第一正汇流条和第一负汇流条的第二端接合到第一模块。第二正汇流条和第二负汇流条在设置有半导体模块的右半个圆上布置。第二正汇流条和第二负汇流条的第一端接合到正和负端子。第二正汇流条和第二负汇流条的第二端接合到第一模块。通过第一正汇流条和第一负汇流条向第一电气负载输送电力。还通过第二正汇流条和第二负汇流条向第二电气负载输送电力。在上文的结构中，流过第一正汇流条的电流的量将与流过第一负汇流条的电流的量相同。相似地，流过第二正汇流条的电流的量将与流过第二负汇流条的电流的量相同。这消除由正汇流条和负汇流条中的电流量之间的差异所产生的不利影响。在本专利技术的第四方面中，半导体模块除第一模块(110b-2)外还可包括第二模块(110b-1)和第三模块(110b-3)。正汇流条(113b)可包括第一正汇流条(113w)和第二正汇流条(113x)。该第一正汇流条(113w)将第一正导体(121d)(其是第一模块的正导体中的一个)、第二模块(110b-1)的正导体和正端子连接在一起。第二正汇流条(113x)将第二正导体(121a)(其是第一模块的正导体中的一个)、第三模块的正导体和正端子连接在一起。负汇流条(113c)可包括第一负汇流条(113y)和第二负汇流条(113z)。第一负汇流条(113y)将第一负导体(121f)(其是第一模块的负导体中的一个)、第二模块的负导体和负端子连接在一起。第二负汇流条(113z)将第二负导体(121c)(其是第一模块的负导体中的一个)、第三模块的负导体和负端子连接在一起。在上文的结构中，电流通过第一正汇流条和第一负汇流条流向第一正导体、第一负导体和第二模块。另外，电流通过第二正汇流条和第二负汇流条流向第二正导体、第二负导体和第三模块。例如，通过第一正汇流条和第一负汇流条以及第二模块向第一电气负载输送电力。还通过第二正汇流条、第二负汇流条和第三模块向第二电气负载输送电力。在该情况下，流过第一正汇流条的电流的量将与流过第一负汇流条的电流的量相同。相似地，流过第二正汇流条的电流的量将与流过第二负汇流条的电流的量相同。在本专利技术的第五方面中，第四方面的电力转换器电路可设计成向配备有至少第一定子绕组组(10a)和第二定子绕组组(10b)的旋转电机输送电力。在第一模块中，通向第一正导体的上臂开关设备和通向第一负导体的下臂开关设备连接到第一定子绕组组(10a)的定子绕组。另外，在第一模块中，通向第二正导体的上臂开关设备和通向第二负导体的下臂开关设备连接到第二定子绕组组(10b)的定子绕组。在上文的结构中，通过第一模块的第一正导体和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体模块(110b)，其包括：多个串联连接的单元，其包括上臂开关设备(SP1，SP2)和下臂开关设备(SN1，SN2)，所述串联连接的单元中的每个针对电力转换器电路的相位中的一个而提供；所述上臂开关设备的高压端子所接合的多个正导体(121a，121d)；以及所述下臂开关设备的低压端子所接合的多个负导体(121c，121f)，其中所述正导体彼此分离，并且所述负导体彼此分离。

【技术特征摘要】
2016.08.11 JP 2016-1583051.一种半导体模块(110b)，其包括：多个串联连接的单元，其包括上臂开关设备(SP1，SP2)和下臂开关设备(SN1，SN2)，所述串联连接的单元中的每个针对电力转换器电路的相位中的一个而提供；所述上臂开关设备的高压端子所接合的多个正导体(121a，121d)；以及所述下臂开关设备的低压端子所接合的多个负导体(121c，121f)，其中所述正导体彼此分离，并且所述负导体彼此分离。2.一种半导体设备(11)，其包括：多个半导体模块(110b)，其中的每个包括配备有上臂开关设备(SP1，SP2)和下臂开关设备(SN1，SN2)的串联连接的单元、所述上臂开关设备的高压端子所接合的正导体(121a，121d)以及所述下臂开关设备的低压端子所接合的负导体(121c，121f)，所述串联连接的单元每个针对电力转换器电路的相位中的一个提供，所述半导体模块包括一个第一模块(110b-2)，所述串联连接的单元、所述正导体和所述负导体设置在所述第一模块中，所述正导体彼此分离，所述负导体彼此分离；连接到外部设备的正端子(113k)和负端子(113l)；将所述第一模块的正导体、其他半导体模块的正导体和所述正端子连接在一起的正汇流条(113b)；以及将所述第一模块的负导体、其他半导体模块的负导体和所述负端子连接在一起的负汇流条(113c)。3.如权利要求2所述的半导体设备，其中所述多个半导体模块采用圆形形式布置，并且其中所述第一模块是位于距离所述正端子和所述负端子最远的半导体模块中的一个。4.如权利要求2或3所述的半导体设备，其中所述半导体模块除所述第一模块(110b-2)外还包括第二模块(110b-1)和第三模块(110b-3)，其中所述正汇流条(113b)包括第一正汇流条(113w)和第二正汇流条(113x)，所述第一正汇流条(113w)将第一正导体(121d)、所述第二模块(110b-1)的正导体和所述正端子连接在一起，所述第一正导体(121d)是所述第一模块的正导体中的一个，所述第二正汇流条(113x)将第二正导体(121a)、所述第三模块的正导体和所述正端子连接在一起，所述第二正导体(121a)是所述第一模块的正导体中的一个，并且其中所述负汇流条(113c)包括第一负汇流条(113y)和第二负汇流条(113z)，所述第一负汇流条(113y)将第一负导体(121f)、所述第二模块的负导体和所述负端子连接在一起，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野英则，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP