(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各相それぞれに設けられ、炭化珪素を用いたスイッチング用のトランジスタとこのトランジスタに逆並列接続され炭化珪素を用いた還流用のダイオードとを有する第１の半導体素子および第２の半導体素子とを有する上アーム側の半導体素子パッケージと、
前記各相それぞれに設けられ、炭化珪素を用いたスイッチング用のトランジスタとこのトランジスタに逆並列接続され炭化珪素を用いた還流用のダイオードとを有する第３の半導体素子および第４の半導体素子とを有する下アーム側の半導体素子パッケージと、
前記第１の半導体素子の負極端子と前記第２の半導体素子の正極端子に接続された上アーム側の導体と、
前記第３の半導体素子の負極端子と前記第４の半導体素子の正極端子に接続された第１の下アーム側の導体と、
前記各相それぞれに設けられ、前記第２の半導体素子の負極端と前記第３の半導体素子の正極端子に接続された交流側の導体と、
前記各相の前記第１の半導体素子の正極端子に接続された正極側の導体と、
前記各相の前記第４の半導体素子の負極端子に接続された負極側の導体と、を備え、
前記上アーム側および下アーム側の半導体素子パッケージ、前記上アーム側の導体および下アーム側の導体、前記各相の交流側の導体、前記正極側の導体、および前記負極側の導体は、ベース上で階層配置され、
さらに、
前記上アーム側の導体と下アーム側の導体は同一面上に、
前記上アーム側および下アーム側の半導体素子パッケージは、前記上アーム側の導体および下アーム側の導体と前記ベースの間に、そして、
前記各相の交流側の導体と前記正極側の導体と前記負極側の導体は、前記上アーム側の導体および下アーム側の導体に対して前記ベースと反対側に、
それぞれ配置されていることを特徴とするインバータ。
【請求項２】
前記上アーム側の半導体素子パッケージと前記下アーム側の半導体素子パッケージとのそれぞれは、２直列に接続された前記半導体素子同士の電圧のバランスを保つための均圧回路を更に備える、
請求項１に記載のインバータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のインバータを備え、
供給される電力から車両駆動用の電動機を駆動するための電力を生成する車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＶＶＶＦインバータ及び車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ＳｉＣ（炭化珪素）を用いた電力用半導体素子の研究開発が進められている。ＳｉＣ（炭化珪素）は従来のＳｉよりも半導体特性が優れ、特に絶縁破壊強度の高さからからＳｉに比べ半導体接合部の厚みの薄い素子、すなわち導通損失の小さい素子が実現可能となっている。
【０００３】
そこで、車両制御装置の電力変換器である、例えば、車両用ＶＶＶＦインバータにおいて、その半導体素子パッケージ内の還流ダイオードにＳｉＣ（炭化珪素）を用いた半導体素子パッケージが実用化されつつある（例えば、特許文献１参照）。インバータ回路の還流ダイオードにＳｉＣ（炭化珪素）を適用した場合、従来のＳｉによるダイオードとは異なりターンオフ時の逆回復がなくなり、ダイオードリカバリ損失がほぼ無視できるため、ＶＶＶＦインバータの電力損失が低減し、装置の高効率化・小型化を実現できるメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４５４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さらに、半導体素子パッケージ内のスイッチング側の素子であるトランジスタ部分にもＳｉＣ（炭化珪素）を用いることにより、インバータがスイッチングするときに生じるスイッチング損失を低減させることも可能であり、更なる装置の高効率化を実現できるメリットがある。
【０００６】
一方、車両のき電システムでは、多くのＶＶＶＦインバータの直流側電圧すなわち架線電圧は１５００Ｖである。インバータスイッチング時のサージ電圧に耐える必要性があることから、インバータには架線電圧の倍の電圧に耐えることのできる素子が必要である。このことから、現在ではインバータには定格電圧３３００Ｖ以上の素子が使用されている。
【０００７】
しかし、現在のところ、ＳｉＣ（炭化珪素）を用いたダイオードまたは、トランジスタのもつ定格電圧は１７００Ｖ程度である。また、今後ダイオード部はさらに高耐圧化の可能性が高いが、トランジスタ側の更なる高耐圧化の目途は立っていない。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、車両制御装置の更なる高効率化を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の実施の形態によれば、各相それぞれに設けられ、炭化珪素を用いたスイッチング用のトランジスタとこのトランジスタに逆並列接続され炭化珪素を用いた還流用のダイオードとを有する第１の半導体素子および第２の半導体素子とを有する上アーム側の半導体素子パッケージと、前記各相それぞれに設けられ、炭化珪素を用いたスイッチング用のトランジスタとこのトランジスタに逆並列接続され炭化珪素を用いた還流用のダイオードとを有する第３の半導体素子および第４の半導体素子とを有する下アーム側の半導体素子パッケージと、前記第１の半導体素子の負極端子と前記第２の半導体素子の正極端子に接続された上アーム側の導体と、前記第３の半導体素子の負極端子と前記第４の半導体素子の正極端子に接続された第１の下アーム側の導体と、前記各相それぞれに設けられ、前記第２の半導体素子の負極端と前記第３の半導体素子の正極端子に接続された交流側の導体と、前記各相の前記第１の半導体素子の正極端子に接続された正極側の導体と、前記各相の前記第４の半導体素子の負極端子に接続された負極側の導体と、を備え、前記上アーム側および下アーム側の半導体素子パッケージ、前記上アーム側の導体および下アーム側の導体、前記各相の交流側の導体、前記正極側の導体、および前記負極側の導体は、ベース上で階層配置され、さらに、前記上アーム側の導体と下アーム側の導体は同一面上に、前記上アーム側および下アーム側の半導体素子パッケージは、前記上アーム側の導体および下アーム側の導体と前記ベースの間に、そして、前記各相の交流側の導体と前記正極側の導体と前記負極側の導体は、前記上アーム側の導体および下アーム側の導体に対して前記ベースと反対側に、それぞれ配置されていることを特徴とするインバータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の車両制御装置の構成を示す図。
【図２】第１の実施形態の車両制御装置のインバータの導体構成を示す斜視図。
【図３】第１の実施形態の車両制御装置の一相分構成要素を示すＵ相側からの側面図。
【図４】第１の実施形態の車両制御装置の一相分構成要素に実装される導体とインバータ回路との対応を示す図。
【図５】第２の実施の形態の車両制御装置のインバータの一相の構成を示す図。
【図６】第３の実施の形態の車両制御装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[第１の実施の形態]  
第１の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。  
図１は、第１の実施形態の車両制御装置の構成を示す図である。
【００１２】
直流電力が架線（不図示）から集電装置１を介して車両制御装置１００に取り込まれる。車両制御装置１００は、取り込んだ直流電力を交流に変換し、その交流電力を交流電動機１１に供給することによって車両を走行させる。ここで、架線からは、例えば定格が直流電圧１５００Ｖの直流電力が供給される。集電装置１は、架線と電気的に接触するようになされる、例えばパンタグラフである。
【００１３】
車両制御装置１００は、高速度遮断器２、充電抵抗３、接触器４、接触器５、フィルタリアクトル６、フィルタコンデンサ７、インバータ９、制御ユニット３２、駆動基板３４を備えている。  
高速度遮断器２は、異常な直流電流が検知されたことにより、故障電流を遮断する。接触器４及び接触器５は、集電装置１とインバータ９とを接続する電気経路を切断又は接続する。充電抵抗３は、接触器４の両端に接続されて、接触器５を投入したときに、急激な電流が発生することを抑制する。
【００１４】
フィルタリアクトル６は、集電装置１とインバータ９とを接続する電気経路の間に直列に設けられている。フィルタコンデンサ７は、インバータ９の直流電力側の正極端子と負極端子との間に設けられている。フィルタリアクトル６及びフィルタコンデンサ７は、インバータ９に入力される直流電力のフィルタ回路を構成する。また、インバータ９の負極端子は、車輪１０を介してレール（アース）と接続されている。
【００１５】
インバータ９は、ＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency）インバータである。インバータ９は、集電装置１を介して供給された直流電力を交流電力に変換して交流電動機１１に出力する。図１に示すように、インバータ９は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相インバータとして構成されているとともに、負荷対象として、交流電動機１１に電力を供給するインバータ回路を一体に備えている。
【００１６】
制御ユニット３２は、交流電動機１１へ流れる電流を検出する電流検出器（不図示）からの電流情報やフィルタコンデンサ７に印加される電圧等に基づき、インバータ９を制御する。駆動基板３４は、制御ユニット３２からの制御信号に基づき、後述する一相分構成要素の半導体素子のゲートを駆動するための駆動回路を有する。駆動基板３４には、半導体素子を駆動する駆動回路３６が半導体素子に対応して設けられている。
【００１７】
インバータ９は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する３つの一相分構成要素１６、１８、２０を備えている。一相分構成要素１６、１８、２０は、それぞれ同一の構成を有していることから、一相分構成要素１６を代表して説明する。
【００１８】
一相分構成要素１６には、インバータ９におけるＵ相の上側アームを構成する第１半導体素子パッケージ１６ａ、Ｕ相の下側アームを構成する第２半導体素子パッケージ１６ｂが設けられている。
【００１９】
第１半導体素子パッケージ１６ａには、スイッチング素子であるＩＧＢＴ(insulated gate bipolar transistor)４１１ａ及びＩＧＢＴ４１２ａが直列に接続され、さらに還流ダイオード５１１ａ、５１２ａがそれぞれＩＧＢＴ４１１ａ、ＩＧＢＴ４１２ａに並列に接続されている。即ち、スイッチング素子と還流ダイオードとで構成される半導体素子が直列に２段接続された、２ｉｎ１の構成である。そして、ＩＧＢＴ４１１ａ、４１２ａと還流ダイオード５１１ａ、５１２ａにはいずれもＳｉＣ（炭化珪素）が用いられている。
【００２０】
第２半導体素子パッケージ１６ｂには、スイッチング素子であるＩＧＢＴ４１１ｂ及びＩＧＢＴ４１２ｂが直列に接続され、さらに還流ダイオード５１１ｂ、５１２ｂがそれぞれＩＧＢＴ４１１ｂ、ＩＧＢＴ４１２ｂに並列に接続されている。即ち、スイッチング素子と還流ダイオードとで構成される半導体素子が直列に２段接続された、２ｉｎ１の構成である。そして、ＩＧＢＴ４１１ｂ、４１２ｂと還流ダイオード５１１ｂ、５１２ｂにはいずれもＳｉＣ（炭化珪素）が用いられている。
【００２１】
続いて、インバータ９の導体構成について説明する。なお、一相分構成要素１６、１８、２０は、それぞれ同一の構成を有していることから、主に一相分構成要素１６について説明する。
【００２２】
図２は、インバータ９の導体構成を示す斜視図、図３は、一相分構成要素１６を示すＵ相側からの側面図、図４は、インバータ９の平面図である。図４には、一相分構成要素１６に実装される導体とインバータ回路との対応を示している。
【００２３】
図２、図３に示すように、一相分構成要素１６、１８、２０は、ベースとして機能する平板状の冷却器６７上に載置される。冷却器６７の載置面の裏面には、ヒートシンクなどの冷却機構が設けられている。冷却器６７の載置面上には、一相分構成要素１６を構成する、角柱形状の第１半導体素子パッケージ１６ａと角柱形状の第２半導体素子パッケージ１６ｂとが載置面上に並んで配置されている。
【００２４】
図４に示すように、第１半導体素子パッケージ１６ａには、入出力端子として正極（それぞれコレクタ、カソード）側端子Ｃ１ａ、Ｃ２ａ、負極（それぞれエミッタ、アノード）側端子Ｅ１ａ、Ｅ２ａ、及びゲート端子（不図示）が設けられている。  
また、第２半導体素子パッケージ１６ｂには、入出力端子として正極（それぞれコレクタ、カソード）側端子Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ、負極（それぞれエミッタ、アノード）側端子Ｅ１ｂ、Ｅ２ｂ、及びゲート端子（不図示）が設けられている。
【００２５】
これらの入出力端子は、各導体と電気的に接続する。即ち、第１半導体素子パッケージ１６ａの２つの半導体素子を接続するため短絡導体７４ａが負極側端子Ｅ１ａと正極側端子Ｃ２ａとを電気的に接続する。第２半導体素子パッケージ１６ｂの２つの半導体素子を接続するため短絡導体７４ｂが負極側端子Ｅ１ｂと正極側端子Ｃ２ｂとを電気的に接続する。
【００２６】
また、Ｕ相導体７３Ｕが第１半導体素子パッケージ１６ａの負極側端子Ｅ２ａ及び第２半導体素子パッケージ１６ｂの正極側端子Ｃ１ｂと電気的に接続する。ここで、Ｕ相導体７３Ｕは、出力用短絡導体として把握することができる。
【００２７】
図２、図３、図４に示すように、第１半導体素子パッケージ１６ａと第２半導体素子パッケージ１６ｂ内には、それぞれスイッチング素子と還流ダイオードとで構成される角柱形状の半導体素子が２つ並んで配置されている。それぞれの半導体素子の上面には、正極端子Ｃ１ａ，Ｃ２ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂと負極端子Ｅ１ａ，Ｅ２ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ２ｂとが突出して形成されている。また１つの半導体素子パッケージ内の半導体素子は互いの正極端子同士（負極端子同士）が隣接しないように逆方向に向けて並べて配されている。半導体素子の正極端子と負極端子とを結ぶ方向は、第１半導体素子パッケージ１６ａと第２半導体素子パッケージ１６ｂとが配列する方向と直交している。
【００２８】
第１半導体素子パッケージ１６ａ内の隣接する一組の正極端子Ｃ２ａ、及び負極端子Ｅ１ａの上には、これらの端子を電気的に接続するための平板状の短絡導体７４ａが設けられている。第２半導体素子パッケージ１６ｂ内の隣接する一組の正極端子Ｃ２ｂ、及び負極端子Ｅ１ｂの上には、これらの端子を電気的に接続するための平板状の短絡導体７４ｂが設けられている。
【００２９】
そして、短絡導体７４ａ、７４ｂの上方には、電源の正極と接続するための正極側ラミネート導体７１が設けられ、第１半導体素子パッケージ１６ａ内の正極端子Ｃ１ａと電気的に接続されている。また、短絡導体７４ａ、７４ｂの上方には、電源の負極と接続するための負極側ラミネート導体７２が設けられ、第２半導体素子パッケージ１６ｂ内の負極端子Ｅ２ｂと電気的に接続されている。更に、短絡導体７４ａ、７４ｂの上方には、Ｕ相の交流電流を交流電動機１１に供給するための、Ｕ相導体７３Ｕが設けられ、第１半導体素子パッケージ１６ａの負極端子Ｅ２ａと第２半導体素子パッケージ１６ｂの正極端子Ｃ１Ｂとを接続する
一相分構成要素１８、２０の導体構成についても、上述の一相分構成要素１６と同様の構成であるので、その詳細の説明は省略する。一相分構成要素１８、２０はそれぞれ、一相分構成要素１６と並んで載置面上に配置される。即ち、一相分構成要素１８に設けられたＶ相の交流電流を交流電動機１１に供給するためのＶ相導体７３Ｖ、一相分構成要素２０に設けられたＷ相の交流電流を交流電動機１１に供給するためのＷ相導体７３Ｗが互いに平行になるように配置される。なお、正極側ラミネート導体７１及び負極側ラミネート導体７２は、一相分構成要素１８、２０に共通に使用できるように構成している。
【００３０】
第１の実施の形態の一相分構成要素１６、１８、２０では、スイッチング素子と還流ダイオードとで構成される半導体素子が直列に２段接続された、２ｉｎ１の構成である。従って、定格電圧１７００Ｖのトランジスタとダイオードを２直列にて構成することで、定格電圧３３００Ｖの半導体素子パッケージが構成される。このため、ＶＶＶＦインバータの直流側電圧すなわち架線電圧が１５００Ｖである多くの鉄道車両において上述の構成のインバータ９を使用することができる。
【００３１】
また、上述の一相分構成要素１６、１８、２０では、スイッチング素子と還流ダイオードとにＳｉＣ（炭化珪素）を用いている。Ｓｉ（珪素）半導体の許容温度は１２５℃〜１５０℃であるところ、ＳｉＣ（炭化珪素）半導体の許容温度は２００℃〜２５０℃であり、より高い温度で素子を使用することが可能である。従って、インバータ９の信頼性を高めることができると共に、インバータ９の冷却器６７を簡素化することが可能となり、小型化を図ることができる。
【００３２】
更に、上述のインバータ９の構成では、例えば、第１半導体素子パッケージ１６ａの１つの半導体素子のＩＧＢＴと他の半導体素子のＩＧＢＴをつなぐ導体（負極側端子Ｅ１ａと正極側端子Ｃ２ａとを電気的に接続する短絡導体７４ａ）が第１半導体素子パッケージ１６ａに一番近い位置に配されるようになされている。即ち、図３に示すように、短絡導体７４ａが、正極側ラミネート導体７１、負極側ラミネート導体７２及びＵ相導体７３Ｕよりも第１半導体素子パッケージ１６ａに近接して配されている。
【００３３】
第２半導体素子パッケージ１６ｂの１つの半導体素子のＩＧＢＴと他の半導体素子のＩＧＢＴをつなぐ導体（負極側端子Ｅ１ｂと正極側端子Ｃ２ｂとを電気的に接続する短絡導体７４ｂ）が第２半導体素子パッケージ１６ｂに一番近い位置に配されるようになされている。即ち、図３に示すように、短絡導体７４ｂが、正極側ラミネート導体７１、負極側ラミネート導体７２及びＵ相導体７３Ｕよりも第２半導体素子パッケージ１６ｂに近接して配されている。
【００３４】
このように、短絡導体を各半導体素子パッケージに最も近い位置に配置することで、一相分構成要素の正側素子、負側素子内のインダクタンスを低減することができる。このように、２つの半導体素子のインダクタンスを低減することによって、半導体素子がオフしたときのサージ電圧を低減することができるため、素子の定格電圧に対するマージンを大きくとることが可能となる。従って、第１の実施の形態の構成は、車両制御装置の信頼性を確保するための効果的な構成となっている。
【００３５】
[第２の実施の形態]  
第２の実施の形態では、半導体素子パッケージの構成が第１の実施の形態と異なっている。従って、第１の実施の形態と同一または同様の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
【００３６】
第１半導体素子パッケージ１６ａには、２つのスイッチング素子としてのＩＧＢＴ４１１ａ、ＩＧＢＴ４１２ａが設けられている。そのため、これら二つのスイッチング素子ＩＧＢＴ４１１ａ、ＩＧＢＴ４１２ａへのゲート信号は同一のゲート信号を入力してスイッチングタイミングにずれがないように動作させる必要がある。スイッチングタイミングにずれが生じた場合、一つのスイッチング素子のみにサージ電圧が作用することでスイッチング素子の破壊につながる恐れがある。
【００３７】
このため、一つの半導体素子パッケージに収められて２直列に接続された半導体素子（スイッチング素子、還流ダイオードのペア）同士の電圧をバランスさせることが必要である。第２の実施の形態では、この電圧バランスを取るための機構が設けられている。
【００３８】
図５は、第２の実施の形態の車両制御装置のインバータの一相の構成を示す図である。  
インバータ９の一相分構成要素１６の第１半導体素子パッケージ１６ａ、第２半導体素子パッケージ１６ｂにそれぞれ均圧回路８ａ、均圧回路８ｂが設けられている。
【００３９】
第１半導体素子パッケージ１６ａの１つの半導体素子の正極側端子と負極側端子には、均圧コンデンサ８１１ａと均圧抵抗８２１ａとがそれぞれ並列に接続されている。そして第１半導体素子パッケージ１６ａの他の半導体素子の正極側端子と負極側端子には、均圧コンデンサ８１２ａと均圧抵抗８２２ａとがそれぞれ並列に接続されている。
【００４０】
第２半導体素子パッケージ１６ｂの１つの半導体素子の正極側端子と負極側端子には、均圧コンデンサ８１１ｂと均圧抵抗８２１ｂとがそれぞれ並列に接続されている。そして第２半導体素子パッケージ１６ｂの他の半導体素子の正極側端子と負極側端子には、均圧コンデンサ８１２ｂと均圧抵抗８２２ｂとがそれぞれ並列に接続されている。
【００４１】
この均圧回路８ａ、８ｂを設けることによって、一つの半導体素子のみに定格を超える高電圧が作用して素子が破壊されることを防止することができる。
【００４２】
なお、第２の実施の形態では、均圧回路を設けることでスイッチング時の素子間の電圧バランスを取ったが、電圧バランスをとる機構は、この方法に限られない。例えば、スイッチングタイミングをアクティブにコントロールすることによってスイッチング時の電圧バランスを取る方法も提案されている（電気学会研究会ＴＥＲ−０６−３０、ＳＰＣ−０６−７７など）。
【００４３】
従って、第１の実施の形態のインバータ９と上述のスイッチングタイミングをアクティブにコントロールする方法とを組み合わせることでも電圧バランスをとることができる。  
更に、第１の実施の形態と第２の実施の形態の半導体素子パッケージを組み合わせて、一相分構成要素を構成しても良い。
【００４４】
[第３の実施の形態]  
第３の実施の形態では、車両制御装置は、交流架電システムに適用できるように構成されている。従って、第１の実施の形態と同一または同様の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
【００４５】
図６は、第３の実施の形態の車両制御装置の構成を示す図である。  
交流電力が架線（不図示）から集電装置１を介して取り出され、高速度遮断器２を経由してトランス１２の一次側に供給される。トランス１２によって降圧された交流電力は、二次側に設けられた充電抵抗３、接触器４、接触器５を介してコンバータ１３へ接続される。
【００４６】
コンバータ１３は、入力される単相交流電圧を直流電圧に変換する整流器であり、半導体素子パッケージを組み合わせた全波整流器として構成されている。コンバータ１３に用いられる半導体素子パッケージは、第１の実施の形態と同様の、スイッチング素子と還流ダイオードとで構成される半導体素子が直列に２段接続された、２ｉｎ１の構成である。ゲート制御装置（不図示）が、コンバータ用の半導体素子を直接駆動することで、整流動作が実行される。
【００４７】
コンバータ１３の後段（トランス１２と反対側）にはフィルタコンデンサ７を介してインバータ９が設けられ、コンバータ１３から供給される直流電圧を元に三相の交流電圧を生成して、交流電動機１１を駆動する。インバータ９に用いられる半導体素子パッケージは、第１の実施の形態と同様の、スイッチング素子と還流ダイオードとで構成される半導体素子が直列に２段接続された、２ｉｎ１の構成である。
【００４８】
なお、第３の実施の形態の半導体素子パッケージに、第２の実施の形態の均圧回路を設けても良い。
【００４９】
また、交流直流両用の車両制御装置として、第１、第２の実施の形態の車両制御装置と第３の実施の形態の車両制御装置とを切り替えによって実現するように構成しても良い。
【００５０】
尚、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。  
上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
以下に出願当初の特許請求の範囲の記載を付記する。
[請求項１]
炭化珪素を使用したスイッチング用のトランジスタと還流用のダイオードとを有する半導体素子を２直列に接続した半導体素子パッケージを、各相のプラス側素子とマイナス側素子とにそれぞれ１つずつ使用する、ＶＶＶＦインバータ。
[請求項２]
前記半導体素子パッケージは、
第１のスイッチング用のトランジスタのエミッタとコレクタをそれぞれ第１の還流用のダイオードのアノードとカソードに電気的に接続して正極と負極との２つの端子を設けた第１の半導体素子と、
第２のスイッチング用のトランジスタのエミッタとコレクタをそれぞれ第２の還流用のダイオードのアノードとカソードに電気的に接続して正極と負極との２つの端子を設けた第２の半導体素子と、
前記第１の半導体素子の負極と、当該負極に隣接して配した前記第２の半導体素子の正極とを電気的に接続する短絡導体とを有し、
前記短絡導体は、前記半導体素子パッケージに重ねて配される他の導体よりも内側に設けられる
請求項１に記載のＶＶＶＦインバータ。
[請求項３]
前記半導体素子パッケージを、各相のプラス側素子とマイナス側素子とにそれぞれ１つずつ使用して構成される各相の一相分構成要素は、
前記半導体素子パッケージの前記短絡導体で接続されていない負極端子と他の前記半導体素子パッケージの前記短絡導体で接続されていない正極端子とを出力用短絡導体に電気的に接続してなされ、
前記出力用短絡導体は、前記短絡導体よりも前記半導体素子パッケージの外側に設けられ、
請求項２に記載のＶＶＶＦインバータ。
[請求項４]
前記出力用短絡導体が前記ＶＶＶＦの交流電力出力用導体であり、
前記一相分構成要素の導体に短絡されていない２つの端子が前記ＶＶＶＦの直流電力入力用端子であり、
前記直流電力入力用端子の正極端子と接続する正極側ラミネート導体と、負極端子と接続する負極側ラミネート導体とがそれぞれ各相共通の導体として形成され、
前記正極側ラミネート導体と、負極側ラミネート導体とは、前記短絡導体よりも前記半導体素子パッケージの外側に設けられる
請求項３に記載のＶＶＶＦインバータ。
[請求項５]
前記半導体素子パッケージは、２直列に接続された前記半導体素子の電圧バランスを保つための電圧バランス部を更に備える、
請求項２乃至４のいずれか１項に記載のＶＶＶＦインバータ。
[請求項６]
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＶＶＶＦインバータを備え、
供給される電力から車両駆動用の電動機を駆動するための電力を生成する車両制御装置。
[請求項７]
炭化珪素（ＳｉＣ）を使用したスイッチング用のトランジスタと還流用のダイオードとを有する半導体素子を２直列に接続した半導体素子パッケージを組み合わせて全波整流器として構成されたコンバータと、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＶＶＶＦインバータとを備え、
供給される電力から車両駆動用の電動機を駆動するための電力を生成する車両制御装置。
【符号の説明】
【００５１】
１…集電装置、２…高速度遮断器、３…充電抵抗、４…接触器、５…接触器、６…フィルタリアクトル、７…フィルタコンデンサ、８ａ、８ｂ…均圧回路、９…インバータ、１１…交流電動機、１３…コンバータ、１６、１８、２０…一相分構成要素、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂ…半導体素子パッケージ、６７…冷却器、７１…正極側ラミネート導体、７２…負極側ラミネート導体、７３Ｕ…Ｕ相導体、７３Ｖ…Ｖ相導体、７３Ｗ…Ｗ相導体、７４ａ、７４ｂ…短絡導体、１００…車両制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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