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公開番号2025138112
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-25
出願番号2024036951
出願日2024-03-11
発明の名称半導体モジュールおよび電力変換装置
出願人株式会社明電舎
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250917BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】半導体モジュールにおいて、電力変換装置組立時の小型化、組立性の向上、放電抵抗の冷却効果の向上を図る。
【解決手段】P極とN極との間にスイッチング素子Su,Sx、スイッチング素子Sv,Sy、スイッチング素子Sw,Szが直列接続される。2つのスイッチング素子が直列接続されたレグを3相分有する。6つのスイッチング素子Su～Sz(3相のレグ)で6in1タイプの半導体モジュール1を構成する。半導体モジュール1内のP極とN極との間に放電抵抗Rが接続される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
Ｐ極とＮ極との間に２つのスイッチング素子が直列接続されたレグを３相分有する６ｉｎ１タイプの半導体モジュールであって、
前記半導体モジュール内の前記Ｐ極と前記Ｎ極との間に放電抵抗が接続されたことを特徴とする半導体モジュール。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記放電抵抗は、
３相のうち１つのレグに対してのみ並列に接続されたことを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記放電抵抗は、
３相すべてのレグに対して並列に接続されたことを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記スイッチング素子はＳｉＣチップが搭載されたことを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項５】
Ｐ極とＮ極との間に２つのスイッチング素子が直列接続されたレグを１相分有する２ｉｎ１タイプの半導体モジュールであって、
前記スイッチング素子はＳｉＣチップが搭載され、
前記半導体モジュール内の前記Ｐ極と前記Ｎ極との間に放電抵抗が接続されたことを特徴とする半導体モジュール。
【請求項６】
Ｐ極またはＮ極に接続されたスイッチング素子を有する１ｉｎ１タイプの半導体モジュールであって、
前記スイッチング素子はＳｉＣチップが搭載され、
前記半導体モジュール内の前記スイッチング素子に対して並列に放電抵抗が接続されたことを特徴とする半導体モジュール。
【請求項７】
請求項１または請求項５または請求項６の半導体モジュールと、
前記Ｐ極と前記Ｎ極との間に接続された平滑コンデンサと、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願発明は、半導体モジュール内部に放電抵抗を内蔵し、電力変換装置内の平滑コンデンサに充電された電荷を放電する技術に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換装置（例えばインバータ）内の平滑コンデンサに充電された電荷を放電する方法として、平滑コンデンサに対して並列に放電抵抗を設ける構成が一般的である。図１は、従来の一般的な電力変換装置を示す回路図である。従来、放電抵抗Ｒによく採用されていたのは、平滑コンデンサＣに対してセメント抵抗のような外付けの放電抵抗Ｒ（常時放電抵抗）を接続する構成であったが、近年は小型化のために基板にチップ抵抗を直列に複数個並べて実装して放電抵抗Ｒとした構成も知られている。
【０００３】
特許文献１、特許文献２には、小型化・生産性向上及び効率的な冷却を実現した方式として半導体モジュール内部に放電抵抗を実装する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－７１９３５号公報
ＷＯ２０１３／０６５１８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力変換装置の小型化（高出力密度）実現において、個々のアイテムのダウンサイジング及び発熱が課題となる。放電抵抗Ｒの発熱に関しても同様で、以前からある外付けの放電抵抗（常時放電抵抗）や基板実装タイプの放電抵抗では、例えば熱伝導シートを介して電力変換装置の筐体へ放熱する等の必要があった。
【０００６】
それを解決する方法として、特許文献１、２では半導体モジュール内に放電抵抗を配置し、半導体モジュールの冷却と放電抵抗の冷却を両立させる方法を開示している。
【０００７】
ただし、この特許文献１、２は両面冷却で１ｉｎ１と２ｉｎ１のカード型タイプの半導体モジュールについてのみ説明しているものであり、世の中に多く出回っている片面冷却（フラット・ピンフィン等）で６ｉｎ１の平型タイプの半導体モジュールに対しては説明されていない。
【０００８】
一方、近年は半導体モジュール１内のチップにＳｉＣチップを用いるものが多用され始めている。ＳｉＣチップは従来のＳｉチップと比べて小型である。一方、部品交換時の取り付け互換性の観点より、半導体モジュールの外形寸法は従来品から変更しない場合が多い。つまり、ＳｉＣチップを搭載した半導体モジュール１は、半導体モジュール１内に余剰なスペースが生じている。
【０００９】
以上示したようなことから、半導体モジュールを用いて電力変換装置を組み立てた際の電力変換装置の小型化、組立性の向上、放電抵抗の冷却効果の向上を図ることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、Ｐ極とＮ極との間に２つのスイッチング素子が直列接続されたレグを３相分有する６ｉｎ１タイプの半導体モジュールであって、前記半導体モジュール内の前記Ｐ極と前記Ｎ極との間に放電抵抗が接続されたことを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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