半導體裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種構成3級電力變換裝置的半導體裝置，其通過降低電感成分而降低了關斷浪涌電壓。
【背景技術】
[0002]在將直流電力變換為交流電力、或者將交流電力變換為直流電力的電力變換裝置中采用了 3級電力變換裝置。3級電力變換裝置能夠降低交流電壓的波形畸變，能夠實現低噪音化、低噪聲化。
[0003]圖20、21是表示現有的3級電力變換裝置的電路圖。圖20是4合I模塊，圖21是2合I模塊與共集電極模塊。
[0004]外部端子P、N與串聯連接有直流電壓源DV1、DV2的直流電壓源電路的高壓端子及低壓端子分別連接。外部端子C與直流電壓源DVl和直流電壓源DV2的連接點連接。在外部端子P和外部端子AC之間連接有開關元件Ql。在外部端子AC和外部端子N之間連接有開關元件Q2。作為AC開關部，在外部端子C和外部端子AC之間反向串聯連接有開關元件Q3、Q40
[0005]圖20的裝置是將開關元件Ql?Q4收容于I個模塊M，并將該模塊和直流電壓源電路連接而構成的。圖21的裝置是將電橋部即開關元件Ql、Q2收容于第一模塊Ml，將AC開關部即開關元件Q3、Q4收容于第二模塊M2，將該第一及第二模塊與直流電壓源電路連接而構成的(例如，參照專利文獻I)。
[0006]專利文獻1:國際公開第2010/146637號
[0007]如果開關元件Ql?Q4的某一個接通、剩余的開關元件全部斷開，則從外部端子AC輸出電壓。此時，在從直流電壓源通過開關元件而返回至直流電壓源的換流環路(commutat1n loop)中，在通斷時流過高頻電流，產生高的di/dt。由該換流環路的電感成分而產生的一 L.di/dt作為關斷浪涌電壓而施加至開關元件IGBT。
[0008]產生與包含直流電壓源DVl和開關元件Q1、Q3、Q4在內的換流環路、包含直流電壓源DV2和開關元件Q2?Q4在內的換流環路各自的電感相對應的關斷浪涌電壓。在圖20的裝置的情況下，難以使兩個換流環路的電感成分同時變小，因此關斷浪涌電壓變大。在圖21的裝置的情況下，由于第一模塊Ml和第二模塊M2的連接部的電感成分，使關斷浪涌電壓增大。
[0009]如果關斷浪涌電壓超過耐壓，則IGBT被破壞。為了避免破壞，需要將薄膜類的電容器或緩沖電路連接于半導體裝置的附近而使高頻電流旁通。但是，在追加的電容器、緩沖電路中，在通斷時也產生損耗。還能夠代替使用緩沖電路這一做法而使用高耐壓的開關元件，但不僅半導體裝置的價格上升，導通損耗也會增大。
[0010]另外，還能夠將IGBT的通斷速度變慢而使di/dt降低，抑制關斷浪涌電壓，但開關元件的損耗增大。例如，在太陽能功率調節器、UPS(不間斷電源)等重視變換效率的用途下的電力變換裝置中，由于因半導體裝置及電力變換裝置的關斷浪涌電壓引起的損耗的增大而產生變換效率下降的問題。
【發明內容】
[0011]本發明就是為了解決如上所述的課題而提出的，其目的在于得到一種能夠降低關斷浪涌電壓和損耗的半導體裝置。
[0012]本發明所涉及的半導體裝置的特征在于，具有:第一及第二外部端子，它們與串聯連接有第一及第二直流電壓源的直流電壓源電路的高壓端子和低壓端子分別連接；第三外部端子，其與所述第一直流電壓源和所述第二直流電壓源的連接點連接；第四外部端子；第一開關元件，其連接在所述第一外部端子和所述第四外部端子之間；第二開關元件，其連接在所述第四外部端子和所述第二外部端子之間；第一 AC開關部，其具有在所述第三外部端子和所述第四外部端子之間反向串聯連接的第三及第四開關元件；以及第二 AC開關部，其具有在所述第三外部端子和所述第四外部端子之間反向串聯連接的第五及第六開關元件，所述第一及第二 AC開關部相互并聯連接，所述第一及第二開關元件和所述第一及第二AC開關部被收容于I個模塊。
[0013]發明的效果
[0014]在本發明中，由于第一及第二 AC開關部相互并聯連接，因此能夠使第一換流環路的電感成分和第二換流環路的電感成分同時變小。另外，由于電橋部的第一及第二開關元件與第一及第二AC開關部被收容于I個模塊，因此換流環路的電感小。因而，能夠降低關斷浪涌電壓。另外，不需要旁通用的緩沖電路或高耐壓的開關元件，且無需使通斷速度變慢，因此能夠降低損耗。
【附圖說明】
[0015]圖1是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的電路圖。
[0016]圖2是表示本發明的實施方式2所涉及的半導體裝置的電路圖。
[0017]圖3是表示本發明的實施方式3所涉及的半導體裝置的電路圖。
[0018]圖4是表示本發明的實施方式4所涉及的半導體裝置的電路圖。
[0019]圖5是表示本發明的實施方式4所涉及的半導體裝置的變形例I的電路圖。
[0020]圖6是表示本發明的實施方式4所涉及的半導體裝置的變形例2的電路圖。
[0021]圖7是表示本發明的實施方式4所涉及的半導體裝置的變形例3的電路圖。
[0022]圖8是表示本發明的實施方式5所涉及的半導體裝置的電路圖。
[0023]圖9是表示本發明的實施方式5所涉及的半導體裝置的變形例I的電路圖。
[0024]圖10是表示本發明的實施方式5所涉及的半導體裝置的變形例2的電路圖。
[0025]圖11是表示本發明的實施方式5所涉及的半導體裝置的變形例3的電路圖。
[0026]圖12是表示本發明的實施方式6所涉及的半導體裝置的電路圖。
[0027]圖13是表示本發明的實施方式6所涉及的半導體裝置的變形例I的電路圖。
[0028]圖14是表示本發明的實施方式6所涉及的半導體裝置的變形例2的電路圖。
[0029]圖15是表示本發明的實施方式6所涉及的半導體裝置的變形例3的電路圖。
[0030]圖16是表示本發明的實施方式7所涉及的半導體裝置的電路圖。
[0031]圖17是表示本發明的實施方式7所涉及的半導體裝置的變形例I的電路圖。
[0032]圖18是表示本發明的實施方式7所涉及的半導體裝置的變形例2的電路圖。
[0033]圖19是表示本發明的實施方式7所涉及的半導體裝置的變形例3的電路圖。
[0034]圖20是表示現有的3級電力變換裝置的電路圖。
[0035]圖21是表示現有的3級電力變換裝置的電路圖。
[0036]標號的說明
[0037]AC、AC1、AC2、C、C1、C2、N、P、X1、X2 外部端子，Dl-DlO 二極管，DV1、DV2 直流電壓源，M、MU M2模塊，Q1-Q8開關元件，SWl、SW2 AC開關部
【具體實施方式】
[0038]參照附圖對本發明的實施方式所涉及的半導體裝置進行說明。對相同或相對應的結構要素標注相同標號，有時省略重復說明。
[0039]實施方式1.
[0040]圖1是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的電路圖。外部端子P、N與串聯連接有直流電壓源DV1、DV2的直流電壓源電路的高