[發明專利]半導體模塊和半導體設備

在審

• 申請號: 201710681719.X
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107731797A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 小野英則
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L23/522
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 李玲

技術領域

本發明大體涉及運作來執行電力轉換的半導體模塊以及配備有此類半導體模塊的半導體設備。

背景技術

日本專利首次出版JP 2012-249371教導了控制器集成旋轉電機，其由旋轉電機和控制該旋轉電機的操作的控制器的組合所組成。控制器配備有多個電力模塊(即，半導體模塊)和匯流條。電力模塊圍繞旋轉電機的旋轉軸布置。

當需要從控制器的電力轉換器電路向旋轉電機輸送電力或從旋轉電機向電力轉換器電路輸送電力時，電流將流過正和負匯流條。這樣的電流流動通常導致正和負匯流條自感而產生輻射噪聲，由此使控制器的EMC(電磁兼容性)下降。正和負匯流條的自感也可能導致控制器中安裝的開關設備處浪涌電壓增加。

從正匯流條流向旋轉電機的電流的量通常與從旋轉電機流向負匯流條的電流量相同。EMC下降或浪涌電壓增加因此可能由于正和負匯流條之間的磁耦合而減小。

假設其中針對電力轉換器電路的多個相(即，腳)安裝有多個開關設備的單個半導體模塊用于向兩組或更多組定子繞組(其在下文也稱為定子繞組組)輸送電力并且單個正導體用于與屬于不同腳的上開關設備的高壓端子連接并且單個負導體也用于與屬于不同腳的下開關設備的低壓端子連接，則針對多個定子繞組組在正和負匯流條中形成單流電流。

如果在正與負端子之間存在延伸通過正和負匯流條通向電力供應和半導體模塊的多個路徑，則將引起對流過正匯流條的電流的量與流過負匯流條的電流量不同這一方面的關注。

發明內容

因此，本發明的目標是提供半導體模塊和半導體設備，它們設計成消除由正匯流條與負匯流條之間的電流量差異產生的不利影響。

根據本發明的一個方面，提供有半導體模塊(110b)，其包括：(a)多個串聯連接的單元，這些單元包括上臂開關設備(SP1，SP2)和下臂開關設備(SN1，SN2)，串聯連接的單元中的每個針對電力轉換器電路的相位中的一個而提供；(b)上臂開關設備的高壓端子所接合的多個正導體(121a，121d)；以及(c)下臂開關設備的低壓端子所接合的多個負導體(121c，121f)。正導體彼此分離。負導體彼此分離。

簡而言之，半導體模塊具有正導體，屬于電力轉換器電路的不同腳的上臂開關設備的高壓端子接合到這些正導體并且這些正導體彼此分離。另外，半導體模塊還具有負導體，屬于不同腳的下臂開關設備的低壓端子接合到這些負導體并且這些負導體彼此分離。

因此，當腳向例如相應定子繞組組供應電力時，在正匯流條和負匯流條中形成到定子繞組組的獨流電流。這即使在存在延伸通過正匯流條和負匯流條(它們使正端子和負端子與半導體模塊連接)的多個路徑的情況下也使由正匯流條和負匯流條中的電流量之間的差異所產生的不利影響最小化。

根據本發明的另一個方面，提供有半導體設備(11)，其包括：(a)多個半導體模塊(110b)，這些半導體模塊中的每個包括配備有上臂開關設備(SP1，SP2)和下臂開關設備(SN1，SN2)的串聯連接的單元、上臂開關設備的高壓端子所接合的正導體(121a，121d)以及下臂開關設備的低壓端子所接合的負導體(121c，121f)，串聯連接的單元每個針對電力轉換器電路的相位中的一個提供，半導體模塊包括一個第一模塊(110b-2)，在該第一模塊中設置串聯連接的單元、正導體和負導體，正導體彼此分離，負導體彼此分離；(b)連接到外部設備的正端子(113k)和負端子(113l)；(c)將第一模塊的正導體、其他半導體模塊的正導體和所述正端子連接在一起的正匯流條(113b)；以及(d)將第一模塊的負導體、其他半導體模塊的負導體和所述負端子連接在一起的負匯流條(113c)。

簡而言之，半導體模塊具有正導體，屬于電力轉換器電路的不同腳的上臂開關設備的高壓端子接合到這些正導體并且這些正導體彼此分離。另外，半導體模塊還具有負導體，屬于不同腳的下臂開關設備的低壓端子接合到這些負導體并且這些負導體彼此分離。

因此，當腳向例如相應定子繞組組供應電力時，在正匯流條和負匯流條中形成到定子繞組組的離散流電流。這即使在存在延伸通過正匯流條和負匯流條(它們使正端子和負端子與半導體模塊連接)的多個路徑的情況下也使由正匯流條和負匯流條中的電流量之間的差異所產生的不利影響最小化。

在本發明的第三方面中，半導體模塊可采用圓形形式布置。第一模塊是位于距離正端子和負端子最遠的半導體模塊中的一個。