电力变换装置以及使用该电力变换装置的电梯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力变换装置W及使用该电力变换装置的电梯。
【背景技术】
[0002] 当前，在电梯等的可变速驱动中，一般是将电力经由逆变器变换成可变频率的交 流，进行电动机驱动的方式。
[0003] 图13是电力变换装置的现有例。在图13示出逆变器的概略构成作为一般利用的 电力变换装置的一例。在图13中，10、30、50分别表示逆变器电路的1相，将经电容器11 平滑化后的直流的电力变换成可变频率的交流，对电动机12进行驱动。111、211、311、411、 51U611是半导体开关元件，在此示出使用IGBT的示例。112、212、312、412、512、612是二 极管，分别与各半导体开关元件逆并联连接。130、230、330、430、530、630是驱动各半导体开 关元件的驱动电路。
[0004] 图14是具有并联电路的电力变换装置的1相的概略构成。在电动机12等负载成 为大容量的情况下，有时如图14所示那样将半导体开关元件并联连接来使用。将半导体开 关元件111和半导体开关元件113并联连接来构成并联电路。将二极管114与半导体开关 元件113逆并联连接。半导体开关元件111和半导体开关元件113通过公共的驱动电路 130被同时进行开关。
[0005] 针对半导体开关元件213,也与半导体开关元件211并联连接，并将二极管214与 半导体开关元件213逆并联连接。另外，在图14中，由公共的驱动电路230来驱动半导体 开关元件211和213,省略图示。
[0006] 作为对运样的并联连接的半导体开关元件进行驱动的构成，例如有专利文献1。在 专利文献1中记载了如下技术：将从1个驱动电路向并联连接的2个IGBT的栅极布线设为 绞线电缆，通过将该绞线电缆与连接线分别相邻地敷设来使在绞线电缆中产生的电动势和 电动势的极性大致相等，从而使各个元件的栅极-发射极电压大致相等，由此使各个元件 的电流平衡。
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :JP特开平9-261948号公报
[0009] 近年来，半导体开关元件通过功率器件（power device)的低导通电阻化等来推进 低损耗化，另一方面，开关变得急剧，易于受到电感的影响。另外，在负载成为大容量的情况 下，由于将半导体开关元件并联连接来使用，因此会出现因半导体开关元件间的电流分担 的不均等所引起的模块的寿命减少等课题。
[0010] 特别是在具有多个驱动用栅极端子的并联电路或模块中，若由于主电路布线的迂 回等而在各半导体开关元件中出现阻抗偏差，则电流在并联元件间并非均等地流动，大电 流会仅流向一个元件。
[0011] 例如，在图14的并联电路的情况下，在并联连接的半导体开关元件111和113中 使用公共的驱动电路130,经由栅极电阻121a、12化对半导体开关元件111和113的栅极施 加电压，使两者同时进行开关（导通/断开动作）。在此，由于半导体开关元件111和113 的发射极经由驱动电路130连接，所W由半导体开关元件111和113的发射极形成被称作 发射极环路20的环路路径。
[0012] 由此，由于图14中未示出的微小的主电路电感的差异，在本来应同时导通的2个 半导体开关元件111和113的接通（turn on)中出现不一致，会在半导体开关元件111的 集电极-发射极间流动的电流、和半导体开关元件113的集电极-发射极间流动的电流中 出现不平衡。于是，由于电流流向存在于并联电路中的发射极环路20,从而进一步助长了电 流不平衡。其结果是，由于在设想的值W上的电流下使用一个半导体开关元件，因此会使寿 命变短。因此，在并联电路中，作为因开关的高速化而出现的课题之一，抑制发射极环路的 电流，均等地保持半导体开关元件的电流分担是重要的。
[0013] 另外，在专利文献1所记载的电力变换装置中，在驱动电路与半导体开关元件之 间使用绞线电缆进行连接，但若绞线电缆较长，就会存在因电感变大而使开关的定时易于 偏移、或产生绞线电缆的迂回作业等问题。
[0014] 考虑不使用绞线电缆而使用具有多层基板的驱动电路来进行布线，但是过去对该 多层基板的构成并未进行充分的考虑。假设在使用多层基板进行布线的情况下，由于将 半导体开关元件的栅极和发射极（在与驱动电路连接的情况下也称作感测发射极（sense emitter))与驱动电路连接，因此虽然在多层基板中也会存在与栅极同电位的栅极层和与 发射极同电位的感测发射极层，但在用1个驱动电路来对并联连接的多个半导体开关元件 进行驱动的情况下，若重合的2个感测发射极层相互接近，则两者的互感会变大，由此使2 个感测发射极层间的电感变小，由此变得易于流过电流。其结果是，会产生在发射极环路20 中电流变得易于流过运样的问题。运种情况下，如已经说明的那样，在多个半导体开关元件 间产生了电流不平衡的情况下，会助长电流不平衡，而产生W下运样的问题：由于在设想的 值W上的电流下使用一个半导体开关元件，因此会使半导体开关元件的寿命变短。
[0015] 另外，在到此为止的说明中WIGBT为例进行了说明，但由于在MOS阳T等中也存 在与发射极环路同样的源极环路，因此通过驱动电路侧的环路路径（发射极环路或源极环 路）会产生同样的问题。
【发明内容】
[0016] 为此，本发明的课题在于，提供一种电力变换电路W及使用该电力变换电路的电 梯，其中，在具有多层基板的驱动电路使并联连接的多个半导体开关元件同时进行开关的 情况下，通过使电流难W流向驱动电路侧的环路路径，来抑制对多个半导体开关元件间产 生的电流不平衡进行助长运一情况，从而抑制半导体开关元件的寿命缩短。
[0017]为此，关于本发明的电力变换装置W及使用该电力变换装置的电梯，例如，电力变 换装置具有：并联电路，其将具有第1端子、第2端子和第3端子的第1半导体开关元件W 及第2半导体开关元件并联连接；和驱动电路，其使所述第1半导体开关元件W及第2半导 体开关元件同时进行开关，该电力变换装置的特征在于，所述驱动电路具有将多个导电层 设置在厚度方向的相互不同的位置处的多层基板，通过W所述第2端子的电位为基准向所 述第1端子施加电压来驱动所述第1半导体开关元件W及第2半导体开关元件，W使电流 流过所述第2端子与所述第3端子之间，所述多层基板的所述多个导电层在厚度方向的相 互不同的位置处具有：第I导电层，其与所述第I半导体开关元件的所述第2端子同电位； 第2导电层，其与所述第2半导体开关元件的所述第2端子同电位；和第3导电层，其与所 述第1半导体开关元件的所述第1端子同电位，在所述第1导电层与所述第2导电层之间 夹着所述第3导电层。
[001引发明效果
[0019] 根据本发明，在具有多层基板的驱动电路使并联连接的多个半导体开关元件同时 进行开关的情况下，通过在第1导电层与第2导电层之间夹着第3导电层，从而能够使电流 难W流向驱动电路侧的环路路径，由此抑制了对多个半导体开关元件间产生的电流不平衡 进行助长运一情况，能抑制半导体开关元件的寿命缩短。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明的第1实施例的并联电路W及驱动电路的示意图。
[0021] 图2是本发明的第1实施例的多层基板中的各层的示意图。
[0022] 图3是比较例的并联电路W及驱动电路的示意图。
[0023] 图4是比较例的多层基板中的各层的示意图。
[0024] 图5是驱动用放大器的电路构成图。
[0025] 图6是感测源极层-感测源极层的禪合系数k与源极环路电流Iss W及半导体开 关元件的电流差AI的关系图。
[0026] 图7是本发明的第1实施例的并联电路W及驱动电路的第1安装图。
[0027] 图8是本发明的第1实施例的并联电路W及驱动电路的第2安装图。
[0028] 图9是本发明的第2实施例的并联电路W及驱动电路的示意图。
[0029] 图10是本发明的第3实施例的并联电路化及驱动电路的示意图。
[0030] 图11是本发明的第4实施例的并联电路W及驱动电路的示意图。
[0031] 图12是本发明的第5实施例的并联电路化及驱动电路的示意图。
[0032] 图13是电力变换装置的现有例。
[0033] 图14是具有并联电路的电力变换装置的1相中的概略构成。
【具体实施方式】
[0034] 参考附图来说明本发明的实施例。另外，在各图W及各实施例中对同一或类似的 构成要素标注相同标号，省略说明。
[003引[实施例U
[0036]图1是本发明的第1实施例的并联电路W及驱动电路的示意图。图1的基本结构 与图13 W及图14相同，但在图13 W及图14中W IGBT为例作为半导体开关元件进行说 明，与此相对，在图1中示出使用金属氧化膜场效应晶体管（Metal-Oxide-Semicon化Ctor Field Effect Transistor :M0S阳T)的示例。在运W后，W MOS阳T为例作为半导体开关元 件进行说明。例如，能使用利用了能使开关速度高速化的碳化娃（SiC)器件的M0SFET。另 夕F，在MOSFET的情况下，由于在漏极-源极间