3电平I型逆变器及半导体模块制造技术

提供抑制了芯片温度的上升的3电平I型逆变器。具有：第1～第4开关器件，它们连接于第1、第2电位之间；第1～第4二极管，它们分别与第1～第4开关器件反向并联连接；以及第5、第6二极管，它们在第1、第2开关器件的连接节点和第3、第4开关器件的连接节点之间，以相对于第2、第3开关器件的串联连接反向并联的方式串联连接，第5、第6二极管的连接节点与输入节点连接，该输入节点呈第1电位与第2电位的中间电位，第2、第3开关器件的连接节点与输出节点连接，第2开关器件及二极管由第1反向导通IGBT构成，第3开关器件及二极管由第2反向导通IGBT构成。

3-level I-type Inverter and Semiconductor Module

【技术实现步骤摘要】
3电平I型逆变器及半导体模块
本专利技术涉及3电平I型逆变器，特别是涉及抑制了温度上升的3电平逆变器。
技术介绍
就当前的3电平I型逆变器而言，例如在专利文献1中公开了下述技术，即，由反向导通IGBT(RC－IGBT：ReverseConductinginsulatedgatebipolartransistor)构成开关器件和与开关器件进行反向并联连接的二极管。RC－IGBT将IGBT和作为续流二极管起作用的二极管集中于1个芯片，与将IGBT和续流二极管分别设为单独的芯片的情况相比，存在能够缩小半导体装置的芯片占有面积这样的优点，当前着眼于该优点，使用RC－IGBT。专利文献1：日本特开2003－70262号公报存在RC－IGBT的通断特性比单体的IGBT的通断特性差这样的问题，在半导体装置的大小存在富余的情况等减小芯片占有面积的必要性小的情况下，使用RC－IGBT的优点小，在成本与效果的关系下，也会选择不积极地使用RC－IGBT。在这里，IGBT和二极管被集中于1个芯片的RC－IGBT与单体的IGBT相比，整个芯片的面积变大，与其相伴，散热面积也变大，因此还存在下述优点，即，与单体的IGBT相比容易对在IGBT区域产生的热量进行散热，冷却效果高。但是，就RC－IGBT的利用并未得到促进的现状而言，存在下述问题，即，没有充分利用上述RC－IGBT的优点。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述的问题而提出的，其目的在于提供抑制了芯片温度的上升的3电平I型逆变器。本专利技术涉及的3电平I型逆变器具有：第1、第2、第3及第4开关器件，它们在被赋予第1电位的第1主电源节点与被赋予比所述第1电位低的第2电位的第2主电源节点之间，从所述第1电位侧起依次串联连接；第1、第2、第3及第4二极管，它们分别与所述第1～第4开关器件反向并联连接；以及第5及第6二极管，它们在所述第1及第2开关器件的连接节点和所述第3及第4开关器件的连接节点之间，以相对于所述第2及第3开关器件的串联连接反向并联的方式串联连接，所述第5及第6二极管的连接节点与输入节点连接，该输入节点被赋予所述第1电位与所述第2电位的中间电位，所述第2及第3开关器件的连接节点与输出节点连接，所述第2开关器件及所述第2二极管由包含于第1反向导通IGBT的IGBT及二极管构成，所述第3开关器件及所述第3二极管由包含于第2反向导通IGBT的IGBT及二极管构成。专利技术的效果根据本专利技术涉及的3电平I型逆变器，通过由包含于第1反向导通IGBT的IGBT及二极管构成第2开关器件及第2二极管，由包含于第2反向导通IGBT的IGBT及二极管构成第3开关器件及第3二极管，从而能够扩大由稳态损耗产生的热量的散热面积，能够抑制芯片温度的上升。附图说明图1是表示本专利技术涉及的实施方式1的3电平I型逆变器的半桥电路的电路图。图2是表示半导体模块的平面布局的图，该半导体模块收容有本专利技术涉及的实施方式1的3电平I型逆变器的半桥电路。图3是半导体模块的剖视图，该半导体模块收容有本专利技术涉及的实施方式1的3电平I型逆变器的半桥电路。图4是与本专利技术涉及的实施方式1的3电平I型逆变器的半桥电路的平面布局对应地标注了标记的电路图。图5是对2相的3电平I型逆变器的动作进行说明的电路图。图6是对2相的3电平I型逆变器的动作进行说明的电路图。图7是对2相的3电平I型逆变器的动作进行说明的电路图。图8是对2相的3电平I型逆变器的动作进行说明的电路图。图9是对2相的3电平I型逆变器的动作进行说明的电路图。图10是对2相的3电平I型逆变器的动作进行说明的电路图。图11是对2相的3电平I型逆变器的动作进行说明的电路图。图12是对2相的3电平I型逆变器的动作进行说明的电路图。图13是对2相的3电平I型逆变器的动作进行说明的时序图。图14是表示续流电流流过二极管的情况下的电流路径的图。图15是表示续流电流流过二极管的情况下的电流路径的图。图16是应用了本专利技术后的2相的3电平I型逆变器的电路图。图17是应用了本专利技术后的3相的3电平I型逆变器的电路图。图18是表示本专利技术涉及的实施方式2的3电平I型逆变器的半桥电路的电路图。标号的说明T1、Q1、Q2、T2晶体管，D1～D6二极管，IN输入节点，OUT输出节点。具体实施方式＜实施方式1＞＜装置结构＞图1是表示本专利技术涉及的实施方式1的3电平I型逆变器的半桥电路90的电路图。如图1所示，3电平I型逆变器的半桥电路90通过串联连接的电源PW1及PW2供给电力，在与电源PW1的正极连接的高电位(第1电位)的主电源节点P(第1主电源节点)和与电源PW2的负极连接的低电位(第2电位)的主电源节点N(第2主电源节点)之间，从高电位侧起依次串联连接有晶体管T1、Q1、Q2及T4(第1、第2、第3、第4开关器件)。晶体管T1及T4为IGBT(insulatedgatebipolartransistor)，晶体管Q1及Q2为反向导通IGBT(RC－IGBT)。晶体管T1的集电极与主电源节点P连接，发射极与晶体管Q1(第1反向导通IGBT)的集电极连接，晶体管Q1的发射极与晶体管Q2(第2反向导通IGBT)的集电极连接，晶体管Q2的发射极与晶体管T4的集电极连接，晶体管T4的发射极与主电源节点N连接。在晶体管T1与晶体管Q1的连接节点M1和晶体管Q2与晶体管T4的连接节点M2之间，相对于晶体管Q1及Q2的串联连接而反向并联地连接有二极管D5及D6(第5及第6二极管)。此外，二极管D5及D6作为钳位二极管起作用。二极管D5及D6的连接节点与输入节点IN连接，该输入节点IN为电源PW1与电源PW2的连接节点且被赋予高电位与低电位之间的中间电位。另外，晶体管Q1与晶体管Q2的连接节点M3连接于半桥电路90的输出节点OUT。二极管D1及D4(第1及第4二极管)分别与晶体管T1及T4反向并联连接，上述二极管D1及D4作为外接二极管与晶体管T1及T4连接。另一方面，晶体管Q1及Q2分别具有作为IGBT的晶体管T2及T3，二极管D2及D3(第2及第3二极管)分别与晶体管T2及T3反向并联连接，但上述二极管D2及D3是分别与晶体管T2及T3形成于同一芯片内的内置二极管。这样，RC－IGBT为在1个芯片内具有IGBT和二极管的功能的器件。发射极端子ET与晶体管T1至T4各自的发射极连接，能够对发射极电流进行监视。图2是表示将图1所示的3电平I型逆变器的半桥电路90收容于1个封装件内的半导体模块的平面布局的图，示出了将封装件等去除后的状态。另外，图3示出图2中的A－B线处的矢向剖视图。另外，图4是与图2所示的半桥电路90的平面布局对应地标注了标记的电路图。如图2及图3所示，半桥电路90配置于在金属板等基座板SB之上设置的绝缘基板ZB1及ZB2之上。更具体而言，在矩形形状的基座板SB的俯视时靠左边的位置处，在纵向较长的绝缘基板ZB2之上，彼此分离地设置矩形的导体图案CP11及CP12，在导体图案CP11及CP12之上分别配置有二极管D5及D6。在基座板SB的大致中央部设置有矩形的绝缘基板ZB1，在绝缘基板ZB1的俯视时靠左的区域，以在俯视时纵向排列的方式设置有矩形的导体图案CP1及CP2。另外，在俯视时中，在导体图案CP1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3电平I型逆变器，其具有：第1、第2、第3及第4开关器件，它们在被赋予第1电位的第1主电源节点与被赋予比所述第1电位低的第2电位的第2主电源节点之间，从所述第1电位侧起依次串联连接；第1、第2、第3及第4二极管，它们分别与所述第1～第4开关器件反向并联连接；以及第5及第6二极管，它们在所述第1及第2开关器件的连接节点和所述第3及第4开关器件的连接节点之间，以相对于所述第2及第3开关器件的串联连接反向并联的方式串联连接，所述第5及第6二极管的连接节点与输入节点连接，该输入节点被赋予所述第1电位与所述第2电位的中间电位，所述第2及第3开关器件的连接节点与输出节点连接，所述第2开关器件及所述第2二极管由包含于第1反向导通IGBT的IGBT及二极管构成，所述第3开关器件及所述第3二极管由包含于第2反向导通IGBT的IGBT及二极管构成。

【技术特征摘要】
2018.02.27 JP 2018-0330031.一种3电平I型逆变器，其具有：第1、第2、第3及第4开关器件，它们在被赋予第1电位的第1主电源节点与被赋予比所述第1电位低的第2电位的第2主电源节点之间，从所述第1电位侧起依次串联连接；第1、第2、第3及第4二极管，它们分别与所述第1～第4开关器件反向并联连接；以及第5及第6二极管，它们在所述第1及第2开关器件的连接节点和所述第3及第4开关器件的连接节点之间，以相对于所述第2及第3开关器件的串联连接反向并联的方式串联连接，所述第5及第6二极管的连接节点与输入节点连接，该输入节点被赋予所述第1电位与所述第2电位的中间电位，所述第2及第3开关器件的连接节点与输出节点连接，所述第2开关器件及所述第2二极管由包含于第1反向导通IGBT的IGBT及二极管构成，所述第3开关器件及所述第3二极管由包含于第2反向导通IGBT的...

【专利技术属性】
技术研发人员：石野雅章，西田信也，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP