Cr缓冲电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种CR缓冲电路。
【背景技术】
[0002]在功率半导体模块等的开关元件断开时，产生尖峰状的浪涌电压。如果该浪涌电压大，则有可能导致开关元件短路损坏。当前，公开有如下技术:通过经由导电性较高的金属条以及基板上的配线将缓冲电容器和半导体模块之间连接，降低缓冲电容器与半导体模块之间的阻抗成分，从而将断开开关元件时流过的尖峰状的浪涌电压缓和，并且，通过使缓冲电容器与相邻的半导体模块之间的配线长度变得均匀，使相对于每一个半导体模块的阻抗成分大致相等，从而使每一个半导体模块的浪涌电压保护效果等同(例如，专利文献I)。
[0003]专利文献1:日本特开2003-219661号公报
【发明内容】
[0004]在上述现有技术中，示出了对隔着绝缘材料而相邻的导体板分别供给极性相反的电流的构成。由此，导体板间的互感成分增加，能够减小配线的有效阻抗成分，容易实现缓冲电容器的浪涌电压保护。但是，没有提及包含部件配置的电流路径的对称性，存在有时无法获得充分的有效电感成分降低的效果的问题。
[0005]另外，开关元件断开后，在尖峰状的浪涌电压之后，接着产生以较高的频率振荡的阻尼振荡(ringing)成分。该阻尼振荡成分成为对电源、负载的噪声源，上述现有技术能够缓和比该阻尼振荡成分的频率低的、开关元件断开时流过的尖峰状的浪涌电压，但存在难以将以更高的频率振荡的阻尼振荡成分也降低的问题。
[0006]本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够提高有效电感成分的降低效果，抑制开关元件开关时所产生的阻尼振荡成分的CR缓冲电路。
[0007]为了解决上述课题、达成目的，本发明所涉及的CR缓冲电路的特征在于，该CR缓冲电路形成在基板上，包含电容器和电阻，所述电容器和电阻串联连接在对形成为包含开关元件的功率半导体模块施加直流电压的直流端子间，配置所述电容器和所述电阻，使得形成在所述基板的一个表面上的第I电流路径和形成在所述基板的一个表面的反面的另一个表面上的第2电流路径夹着所述基板而相对、且在所述第I电流路径和所述第2电流路径流过彼此逆向的电流，利用所述第I电流路径所包含的电感成分和所述第2电流路径所包含的电感成分耦合而得到的有效电感成分、以及所述电容器、所述电阻，形成带阻滤波器。
[0008]发明的效果
[0009]根据本发明，能够发挥提高有效电感成分的降低效果、且抑制在开关元件开关时产生的阻尼振荡成分的效果。
【附图说明】
[0010]图1是表示采用了实施方式I所涉及的CR缓冲电路的功率半导体模块的一个构成例的图。
[0011]图2是表示开关元件断开前后的对负载的输出电压波形的一个例子的图。
[0012]图3是表示实施方式I所涉及的CR缓冲电路的频率特性例的图。
[0013]图4是表示实施方式I所涉及的CR缓冲电路向基板安装的一个例子的图。
[0014]图5是表示安装有图4所示的CR缓冲电路的基板向功率半导体模块的安装例的图。
[0015]图6是表示实施方式I所涉及的CR缓冲电路向基板安装的、与图4不同的一个例子的图。
[0016]图7是表示安装有图6所示的CR缓冲电路的基板向功率半导体模块安装的例子的图。
[0017]图8是表示图4及图6所示的CR缓冲电路的等价电路的图。
[0018]图9是表示实施方式2所涉及的CR缓冲电路向基板安装的一个例子的图。
[0019]图10是表示实施方式2所涉及的CR缓冲电路向基板安装的、与图9不同的一个例子的图。
[0020]图11是表示图9及图10所示的CR缓冲电路的等价电路的图。
[0021]图12是实施方式3所涉及的CR缓冲电路向基板安装的一个例子的图。
[0022]图13是表示图12所示的CR缓冲电路的等价电路的图。
[0023]图14是表示实施方式3所涉及的CR缓冲电路的频率特性例的图。
[0024]图15是表示实施方式4所涉及的CR缓冲电路向基板安装的一个例子的图。
[0025]图16是表示图15所示的CR缓冲电路的等价电路的图。
[0026]图17是表示实施方式5所涉及的CR缓冲电路向基板安装的一个例子的图。
[0027]图18是表示实施方式5所涉及的CR缓冲电路向基板安装的、与图17不同的一个例子的图。
[0028]图19是表示实施方式5所涉及的CR缓冲电路向基板安装的、与图17、图18不同的一个例子的图。
[0029]图20是表示图19所示的CR缓冲电路的等价电路的图。
[0030]图21是表示实施方式6所涉及的CR缓冲电路向基板安装的一个例子的图。
[0031]图22是表示图21所示的CR缓冲电路的等价电路的图。
[0032]图23是表示实施方式6所涉及的CR缓冲电路向基板安装的、与图21不同的一个例子的图。
[0033]图24是实施方式7所涉及的CR缓冲电路向基板安装的一个例子的图。
[0034]图25是表示图24所示的CR缓冲电路的等价电路的图。
[0035]图26是实施方式8所涉及的CR缓冲电路向基板安装的一个例子的图。
【具体实施方式】
[0036]以下，参照【附图说明】本发明的实施方式所涉及的CR缓冲电路。此外，本发明并不限定于以下所示的实施方式。
[0037]实施方式1.
[0038]图1是表示采用了实施方式I所涉及的CR缓冲电路的功率半导体模块的一个构成例的图。在图1所示的例子中示出如下构成，即，对多个开关元件7a?7f进行全桥接而形成功率半导体模块100，从在直流端子P-N间连接的直流电源I供给直流电力，对与输出端子U、V、W连接的未图示的负载供给三相交流电力。此外，功率半导体模块100的构成不限定于此，例如，可以通过对4个开关元件进行全桥接而形成，也可以是由I个或2个开关元件形成，将从直流电源I供给的直流电力降压或升压、并供给至负载的构成，或者也可以是代替直流电源I而从交流电源供给交流电力的构成。S卩，作为功率半导体模块100，只要是包含大于或等于I个的开关元件的构成即可，本发明并不限定于该功率半导体模块100的构成。另外，可以是代替直流电源I而利用二极管对交流电源进行整流的电路构成。
[0039]在功率半导体模块100的直流端子P-N间，连接有滤波电容器2、缓冲电容器3、以及实施方式I所涉及的CR缓冲电路4。
[0040]滤波电容器2主要具有对直流电源I进行滤波的功能，缓冲电容器3具有抑制构成功率半导体模块100的开关元件7a?7f断开时所产生的尖峰状的浪涌电压的功能。
[0041]实施方式I所涉及的CR缓冲电路4构成为包含串联连接的电容器5与电阻6，具有抑制在开关元件7a?7f断开后而在尖峰状的浪涌电压之后产生的以较高频率振荡的阻尼振荡成分的功能。该阻尼振荡成分是以功率半导体模块100所包含的寄生电感成分为要因而产生的。
[0042]图2是表示开关元件断开前后的对负载的输出电压波形的一个例子的图。图2(a)表示未安装实施方式I所涉及的CR缓冲电路的情况下的输出电压波形，图2(b)表示安装有实施方式I所涉及的CR缓冲电路的情况下的输出电压波形。另外，图3是表示实施方式I所涉及的CR缓冲电路的频率特性例的图。
[0043]缓冲电容器3例如为0.1 UF?I UF左右，与之相对，构成CR缓冲电路4的电容器5例如为几nF?几十nF左右，形成使CR缓冲电路4的电流路径所包含的电感成分、和比开关元件7a?7f断开时所产生的浪涌电压的频率高的阻尼振荡成分衰减的BEF(BandEliminat1n Filter:带阻滤波器)(参照图3)。利用该BPF，能够使以功率半导体模块100所包含的寄生电感成分为要因而产生的阻尼振荡成分衰减。另外，在本实施方式中，通过例如将几Ω左右的电阻6串联连接在电容器5上而构成，增大阻尼振荡成分的衰减效果。
[0044]在未安装实施方式I所涉及的CR缓冲电路的情况下，如图2(a)所示，在开关元件断开后，产生波峰值最大约130Vp-p的阻尼振荡，但在安装有实施方式I所涉及的CR缓冲电路4的情况下，如图2(b)所示，将在开关元件断开后产生的阻尼振荡的波峰值抑制在约30Vp-po
[0045]图4是表示实施方式I所涉及的CR缓冲电路向基板安装的一个例子的图。另外，图5是表示安装有图4所示的CR缓冲电路的基板向功率半导体模块的安装例的图。另外，图6是表示实施方式I所涉及的CR缓冲电路向基板安装的、与图4不同的一个例子的图。另外，图7是表示安装有图6所示的CR缓冲电路的基板向功率半导体模块安装的例子的图。另外，图8是表不图4及图6所不的CR缓冲电路的等价电路的图。
[0046]在图4、图6所不的例子中，