(57)【要約】【課題】本発明はサイズの増大を抑制してフォトカプラを内蔵した半導体モジュールおよび電力変換装置の提供を目的とする。【解決手段】半導体モジュール１００は、フォトカプラ２０と、ゲート駆動ＩＣ７と、スイッチング素子２と、を備え、第１から第３のリードフレーム１１，１２，１３と、第１の構造と、第２の構造との少なくとも一方をさらに備え、第１の構造は、第１のリードフレーム１１の発光素子２１の底面電極と接合された面の一部には、絶縁層３１を介して第１の導電層が配置され、発光素子２１の上面電極と、第１の導電層４１がワイヤＷ１により電気的に接続される構造であり、第２の構造は、第２のリードフレーム１２の受光素子２２の底面電極と接合された面の一部には、絶縁層３２を介して第２の導電層４２が配置され、受光素子２２の上面電極と、第２の導電層４２がワイヤＷ２により電気的に接続される構造である。【選択図】図１
2018152392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御信号を受信するフォトカプラと、
前記フォトカプラを介して前記制御信号を受信するゲート駆動ＩＣと、
前記ゲート駆動ＩＣによって駆動される少なくとも１つのスイッチング素子と、
を備え、
前記フォトカプラは、
上面電極および底面電極を備える発光素子と、
上面電極および底面電極を備える受光素子と、
を備え、
前記発光素子の前記底面電極が接合された第１のリードフレームと、
前記受光素子の前記底面電極が接合された第２のリードフレームと、
前記ゲート駆動ＩＣが配置された第３のリードフレームと、
前記フォトカプラ、前記ゲート駆動ＩＣ、前記少なくとも１つのスイッチング素子および前記第１から第３のリードフレームを封止する封止材と、
をさらに備え、
第１の構造と、第２の構造との少なくとも一方をさらに備え、
前記第１の構造は、前記第１のリードフレームの前記発光素子の前記底面電極と接合された面の一部には、絶縁層を介して第１の導電層が配置され、前記発光素子の前記上面電極と、前記第１の導電層がワイヤにより電気的に接続される構造であり、
前記第２の構造は、前記第２のリードフレームの前記受光素子の前記底面電極と接合された面の一部には、絶縁層を介して第２の導電層が配置され、前記受光素子の前記上面電極と、前記第２の導電層がワイヤにより電気的に接続される構造である、
半導体モジュール。
【請求項２】
前記第２の構造を備え、
前記第２の導電層と、前記ゲート駆動ＩＣの制御信号入力電極とがワイヤにより電気的に接続される、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記第２のリードフレームと、前記ゲート駆動ＩＣの電源電極がワイヤにより電気的に接続され、
前記第２のリードフレームには前記ゲート駆動ＩＣの電源電圧が供給される、
請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記第１の構造を備え、
前記第３のリードフレームは前記ゲート駆動ＩＣのグランド電極と接続され、
前記第１の導電層と、前記第３のリードフレームがワイヤにより電気的に接続される、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記少なくとも１つのスイッチング素子は、高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子を含み、
前記ゲート駆動ＩＣは、前記高電位側のスイッチング素子と前記低電位側のスイッチング素子を互いに逆のタイミングでオン、オフするハーフブリッジＩＣである、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記少なくとも１つのスイッチング素子は、ＳｉＣ又はＧａＮを含むパワー半導体を含む、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
入力される電力を変換して出力する電力変換回路と、
前記電力変換回路に制御信号を出力する制御回路と、
を備え、
前記電力変換回路は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の半導体モジュールを少なくとも１つ備える、
電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体モジュールおよび電力変換装置に関し、特にフォトカプラを備えた半導体モジュールおよび電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチング素子、スイッチング素子と逆並列に接続された還流ダイオード（フリーホイールダイオードとも呼ばれる）、スイッチング素子を駆動するゲート駆動ＩＣを備えた半導体モジュールが知られている。スイッチング素子、還流ダイオードをそれぞれ６個ずつ備える構成とすることにより、３相正弦波駆動が可能である。
【０００３】
高電圧側のスイッチング素子を駆動するゲート駆動ＩＣの内部には、制御信号の入力側の機器（ＭＣＵ：ｍｉｃｒｏ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ｕｎｉｔ）が高電圧により破壊されないために、レベルシフト回路等の絶縁耐圧構造が設けられる。また、制御信号の入力側の機器とゲート駆動ＩＣとを絶縁するために、間にフォトカプラ（オプトカプラとも呼ばれる）を接続する構成が知られている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２４５７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ゲート駆動ＩＣの外部にフォトカプラを配置する場合、配置および配線のためのスペース、フォトカプラを駆動するための電源が必要であり、全体としてサイズが大型化する問題があった。
【０００６】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、サイズの増大を抑制してフォトカプラを内蔵した半導体モジュールおよび電力変換装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る半導体モジュールは、制御信号を受信するフォトカプラと、フォトカプラを介して前記制御信号を受信するゲート駆動ＩＣと、ゲート駆動ＩＣによって駆動される少なくとも１つのスイッチング素子と、を備え、フォトカプラは、上面電極および底面電極を備える発光素子と、上面電極および底面電極を備える受光素子と、を備え、発光素子の底面電極が接合された第１のリードフレームと、受光素子の底面電極が接合された第２のリードフレームと、駆動ＩＣが配置された第３のリードフレームと、フォトカプラ、ゲート駆動ＩＣ、少なくとも１つのスイッチング素子および第１から第３のリードフレームを封止する封止材と、をさらに備え、第１の構造と、第２の構造との少なくとも一方をさらに備え、第１の構造は、第１のリードフレームの発光素子の底面電極と接合された面の一部には、絶縁層を介して第１の導電層が配置され、発光素子の上面電極と、第１の導電層がワイヤにより電気的に接続される構造であり、第２の構造は、第２のリードフレームの受光素子の底面電極と接合された面の一部には、絶縁層を介して第２の導電層が配置され、受光素子の上面電極と、第２の導電層がワイヤにより電気的に接続される構造である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る半導体モジュールによれば、フォトカプラが第１、第２のリードフレーム上に配置されて内蔵される。半導体モジュールに第１、第２の構造の少なくとも一方を設けることにより、フォトカプラに関する配線を第１又は第２のリードフレーム上に配置できるため、フォトカプラを内蔵することに伴う半導体モジュールのサイズの増大を抑制することが可能である。従って、本発明に係る半導体モジュールは、フォトカプラを半導体モジュールの外部に配置する構成と比較して、全体として小型化が可能である。
【０００９】
さらに、半導体モジュールにフォトカプラを内蔵することによって、ゲート駆動ＩＣの内部にレベルシフト回路等の絶縁耐圧構造を設ける必要がなくなる。従って、ゲート駆動ＩＣとして低電圧ＩＣを適用することが可能となる。また、ゲート駆動ＩＣに絶縁耐圧構造が不要となるため、ゲート駆動ＩＣの小型化が可能である。よって、半導体モジュールのさらなる小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る半導体モジュールの平面図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体モジュールの断面図である。
【図３】実施の形態１に係る半導体モジュールの構成を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る半導体モジュールの回路図である。
【図５】実施の形態２に係る半導体モジュールの平面図である。
【図６】実施の形態３に係る半導体モジュールの平面図である。
【図７】実施の形態４に係る半導体モジュールの平面図である。
【図８】実施の形態５に係る電力変換システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１における半導体モジュール１００の平面図である。図２は、図１の線分Ａ−Ａにおける半導体モジュール１００の断面図である。また、図３は、半導体モジュール１００の構成を示す図である。図４は、半導体モジュール１００の回路図である。なお、図１において図の見易さのために封止材３０を透過して記載している。
【００１２】
半導体モジュール１００は、制御信号を受信するフォトカプラ２０と、ゲート駆動ＩＣ７と、スイッチング素子５を備える。半導体モジュール１００の信号端子ＴＩＮには、スイッチング素子５のスイッチングを制御するための制御信号が入力される。制御信号はフォトカプラ２０の発光素子２１によって一旦光信号に変換された後、フォトカプラ２０の受光素子２２において電気信号に再変換されて、ゲート駆動ＩＣ７の制御電極に入力される。ゲート駆動ＩＣは、制御信号に基づいてスイッチング素子５のゲートを駆動する。これにより、半導体モジュール１００の端子Ｃ１と端子Ｅ１との間の導通、非導通が制御される。なお、スイッチング素子５と逆並列に還流ダイオード６が接続されてもよい。
【００１３】
フォトカプラ２０に備わる発光素子２１および受光素子２２は、光透過性保護材２３で封止されている。発光素子２１は例えばＬＥＤである。受光素子２２は例えばフォトダイオードである。発光素子２１と受光素子のそれぞれは、上面電極と底面電極を備える。
【００１４】
図１に示すように、半導体モジュール１００は、第１から第３のリードフレーム１１，１２，１３をさらに備える。第１のリードフレーム１１には、発光素子２１の底面電極が、はんだ１等で接合されている。第２のリードフレーム１２には、受光素子２２の底面電極が、はんだ１等で接合されている。第３のリードフレーム１３には、ゲート駆動ＩＣ７が、はんだ２等の金属又は導電性の樹脂等で接合されている。
【００１５】
本実施の形態１では、半導体モジュール１００は第１の構造および第２の構造を備える。第１の構造とは、第１のリードフレーム１１の発光素子２１の底面電極と接合された面の一部には、絶縁層３１を介して第１の導電層４１が配置され、発光素子２１の上面電極と、第１の導電層がワイヤＷ１により電気的に接続される構造である。
【００１６】
また、第２の構造とは、第２のリードフレーム１２の受光素子２２の底面電極と接合された面の一部には、絶縁層３２を介して第２の導電層４２が配置され、受光素子２２の上面電極と、第２の導電層４２がワイヤＷ２により電気的に接続される構造である。
【００１７】
また、図１に示すように、半導体モジュール１００は、ゲート駆動ＩＣ７に電力を供給する給電用リードフレーム１４と、発光素子２１のグランド用リードフレーム１５と、スイッチング素子５のコレクタ電極と接続されるリードフレーム１６と、スイッチング素子５のエミッタ電極と接続されるリードフレーム１７とをさらに備える。各リードフレームは例えば銅などの金属材料で形成されている。
【００１８】
フォトカプラ２０、ゲート駆動ＩＣ７、スイッチング素子５、還流ダイオード６、各リードフレームおよび各ワイヤは封止材３０により封止されている。封止材３０は例えばエポキシ樹脂である。封止は例えばトランスファーモールド法により行われる。なお、図１に示すように、第１のリードフレーム１１の端部の制御端子ＴＩＮ、第３のリードフレーム１３の端部のグランド端子ＧＮＤ２、給電用リードフレーム１４の端部の電源端子ＴＶ、リードフレーム１６の端子Ｃ１およびリードフレーム１７の端子Ｅ１は、封止材３０から露出している。
【００１９】
スイッチング素子５は、上面にエミッタ電極５１を備え、底面にコレクタ電極（図示せず）を備える。また、スイッチング素子５は上面の一部に制御電極５２を備える。スイッチング素子５は、電力変換用のスイッチング素子であり、例えば、ＳｉＣ又はＧａＮを含むパワー半導体である。スイッチング素子５は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などである。スイッチング素子５の底面のコレクタ電極はリードフレーム１６の上面にはんだ３等で接合されている。
【００２０】
また、スイッチング素子５と逆並列に接続される還流ダイオード６は、上面にアノード電極６１を備え、底面にカソード電極（図示せず）を備える。還流ダイオード６のカソード電極はリードフレーム１６の上面にはんだ３等で接合されている。
【００２１】
また、図１に示すように、第１の導電層４１と発光素子２１のグランド用リードフレーム１５とが、ワイヤＷ３により電気的に接続される。第２の導電層４２とゲート駆動ＩＣ７の制御信号入力電極７１とが、ワイヤＷ４により電気的に接続される。第２のリードフレーム１２とゲート駆動ＩＣ７の電源電極７２とが、ワイヤＷ５により電気的に接続される。第３のリードフレーム１３とゲート駆動ＩＣ７のグランド電極７３とがワイヤＷ６により電気的に接続される。ゲート駆動ＩＣ７のゲート電圧出力電極７４と、スイッチング素子５の制御電極５２とがワイヤＷ７により電気的に接続される。給電用リードフレーム１４とゲート駆動ＩＣ７の電源電極７２とが、ワイヤＷ８により電気的に接続される。スイッチング素子５のエミッタ電極５１と、還流ダイオード６のアノード電極６１とがワイヤＷ９により電気的に接続される。還流ダイオード６のアノード電極６１とリードフレーム１７とがワイヤＷ１０により電気的に接続される。なお、各ワイヤは例えばアルミニウムで形成されている。
【００２２】
なお、本実施の形態１では、半導体モジュール１００が第１の構造と第２の構造の両方を備える構成として説明を行ったが、半導体モジュール１００は第１の構造と第２の構造の少なくとも一方を備えていればよい。
【００２３】
＜効果＞
本実施の形態１における半導体モジュール１００は、制御信号を受信するフォトカプラ２０と、フォトカプラ２０を介して制御信号を受信するゲート駆動ＩＣ７と、ゲート駆動ＩＣ７によって駆動される少なくとも１つのスイッチング素子５と、を備え、フォトカプラ２０は、上面電極および底面電極を備える発光素子２１と、上面電極および底面電極を備える受光素子２２と、を備え、発光素子２１の底面電極が接合された第１のリードフレーム１１と、受光素子２２の底面電極が接合された第２のリードフレーム１２と、ゲート駆動ＩＣ７が配置された第３のリードフレーム１３と、フォトカプラ２０、ゲート駆動ＩＣ７、少なくとも１つのスイッチング素子５および第１から第３のリードフレーム１１，１２，１３を封止する封止材と、をさらに備え、第１の構造と、第２の構造との少なくとも一方をさらに備え、第１の構造は、第１のリードフレーム１１の発光素子２１の底面電極と接合された面の一部には、絶縁層３１を介して第１の導電層が配置され、発光素子２１の上面電極と、第１の導電層４１がワイヤＷ１により電気的に接続される構造であり、第２の構造は、第２のリードフレーム１２の受光素子２２の底面電極と接合された面の一部には、絶縁層３２を介して第２の導電層４２が配置され、受光素子２２の上面電極と、第２の導電層４２がワイヤＷ２により電気的に接続される構造である。
【００２４】
本実施の形態１における半導体モジュール１００は、フォトカプラ２０が第１、第２のリードフレーム１１，１２上に配置されて内蔵される。上記第１、第２の構造の少なくとも一方を設けることにより、フォトカプラ２０に関する配線を第１又は第２のリードフレーム上に配置できるため、フォトカプラ２０を内蔵することに伴う半導体モジュール１００のサイズの増大を抑制することが可能である。従って、本実施の形態１における半導体モジュール１００は、フォトカプラを半導体モジュールの外部に配置する構成と比較して、全体として小型化が可能である。
【００２５】
さらに、半導体モジュール１００にフォトカプラ２０を内蔵することによって、ゲート駆動ＩＣ７の内部にレベルシフト回路等の絶縁耐圧構造を設ける必要がなくなる。従って、ゲート駆動ＩＣ７として低電圧ＩＣを適用することが可能となる。また、ゲート駆動ＩＣ７に絶縁耐圧構造が不要となるため、ゲート駆動ＩＣ７の小型化が可能である。よって、半導体モジュール１００のさらなる小型化が可能である。
【００２６】
また、本実施の形態１における半導体モジュール１００は、第２の構造を備え、第２の導電層４２と、ゲート駆動ＩＣ７の制御信号入力電極７１とがワイヤＷ４により電気的に接続される。これにより、第２の導電層４２およびワイヤＷ４を介して、受光素子２２の上面電極とゲート駆動ＩＣ７の制御信号入力電極７１とが電気的に接続される。従って、受光素子２２が出力する制御信号をゲート駆動ＩＣ７に入力することが可能となる。
【００２７】
＜実施の形態２＞
図５は、本実施の形態２における半導体モジュール２００の平面図である。図５において図の見易さのために封止材３０を透過して記載している。半導体モジュール２００において、第２のリードフレーム１２に、実施の形態１（図１）における給電用リードフレーム１４が一体化された構成となっている。半導体モジュール２００において、第２のリードフレーム１２以外の構成は実施の形態１（図１）と同じため、説明を省略する。
【００２８】
半導体モジュール２００においては、第２のリードフレーム１２を介してゲート駆動ＩＣ７へ電力が供給される。実施の形態１と同様、第２のリードフレーム１２の上面には、フォトカプラ２０の受光素子２２が接合されている。
【００２９】
＜効果＞
本実施の形態２における半導体モジュール２００において、第２のリードフレーム１２と、ゲート駆動ＩＣ７の電源電極７２がワイヤＷ５により電気的に接続され、第２のリードフレーム１２にはゲート駆動ＩＣ７の電源電圧が供給される。
【００３０】
従って、ゲート駆動ＩＣに電源電圧を供給する第２のリードフレーム１２の上面にフォトカプラ２０の受光素子２２が接合されることにより、フォトカプラ２０の受光素子２２用のリードフレームを別に設ける構成と比較して、半導体モジュール２００の小型化が可能である。
【００３１】
＜実施の形態３＞
図６は、本実施の形態３における半導体モジュール３００の平面図である。図６において図の見易さのために封止材３０を透過して記載している。半導体モジュール３００において、第３のリードフレーム１３がゲート駆動ＩＣ７のグランドと、フォトカプラ２０の発光素子２１のグランドを兼ねる構成となっている。
【００３２】
実施の形態１（図１）においては、第１の導電層４１はワイヤＷ３によってグランド用リードフレーム１５に接続されていた。一方、本実施の形態３の半導体モジュール３００は、グランド用リードフレーム１５を備えず、第１の導電層４１はワイヤＷ３によって第３のリードフレーム１３に接続される。その他の構成は、実施の形態１（図１）と同じため、説明を省略する。
【００３３】
＜効果＞
本実施の形態３における半導体モジュール３００は、第１の構造を備え、第３のリードフレーム１３はゲート駆動ＩＣ７のグランド電極７３と接続され、第１の導電層４１と、第３のリードフレーム１３がワイヤＷ３により電気的に接続される。
【００３４】
従って、第３のリードフレーム１３が、ゲート駆動ＩＣ７のグランドと、フォトカプラ２０の発光素子２１のグランドとを兼ねることが可能となるため、半導体モジュール２００の小型化が可能である。
【００３５】
＜実施の形態４＞
図７は、本実施の形態４における半導体モジュール４００の平面図である。図７において図の見易さのために封止材３０を透過して記載している。本実施の形態４において、半導体モジュール４００は、高電位側のスイッチング素子５と低電位側のスイッチング素子８を備える。高電位側のスイッチング素子５と低電位側のスイッチング素子８のそれぞれには、還流ダイオード６，９がそれぞれ逆並列に接続されている。
【００３６】
半導体モジュール４００において、ゲート駆動ＩＣ７は、高電位側のスイッチング素子５および低電位側のスイッチング素子８を駆動するハーフブリッジＩＣである。つまり、ゲート駆動ＩＣ７は、フォトカプラ２０を介して制御信号入力電極７１に入力される制御信号に基づいて、高電位側のスイッチング素子５と低電位側のスイッチング素子８を互いに逆のタイミングでオン、オフする。
【００３７】
低電位側のスイッチング素子８の底面のコレクタ電極（図示せず）はリードフレーム１７の上面にはんだ等で接合されている。また、還流ダイオード９のカソード電極（図示せず）はリードフレーム１７の上面にはんだ等で接合されている。
【００３８】
また、ゲート駆動ＩＣ７の低電位側のゲート電圧出力電極７５と、低電位側のスイッチング素子８の制御電極８２とがワイヤＷ１１により電気的に接続される。スイッチング素子８のエミッタ電極８１と、還流ダイオード９のアノード電極９１とがワイヤＷ１２により電気的に接続される。還流ダイオード９のアノード電極６１とリードフレーム１８とがワイヤＷ１３により電気的に接続される。リードフレーム１６の端子Ｃ１は、高電位側のスイッチング素子５のコレクタに対応する。リードフレーム１７の端子Ｃ２Ｅ１は、高電位側のスイッチング素子５のエミッタおよび低電位側のスイッチング素子８のコレクタに対応する。リードフレーム１８の端子Ｅ２は、高電位側のスイッチング素子８のエミッタに対応する。
【００３９】
＜効果＞
本実施の形態４における半導体モジュール４００において、スイッチング素子は、高電位側のスイッチング素子５と低電位側のスイッチング素子８を含み、ゲート駆動ＩＣ７は、高電位側のスイッチング素子５と前記低電位側のスイッチング素子８を互いに逆のタイミングでオン、オフするハーフブリッジＩＣである。ゲート駆動ＩＣ７をハーフブリッジＩＣとすることによって、１系統の制御信号、即ち１つのフォトカプラ２０で高電位側のスイッチング素子５と低電位側のスイッチング素子８の両方を駆動することが可能となる。従って、フォトカプラ２０とゲート駆動ＩＣをそれぞれ２つ備える構成と比較して、半導体モジュールの小型化が可能である。
【００４０】
＜実施の形態５＞
本実施の形態５は、上述した実施の形態１から４のいずれかにおける半導体モジュール１００，２００，３００，４００を電力変換装置に適用したものである。電力変換装置の一例として、三相インバータの電力変換装置５００について説明する。
【００４１】
図８は、本実施の形態５における電力変換システムの構成を示す図である。図８に示す電力変換装置５００は、電源６００および負荷７００と接続される。電源６００は直流電源であり、電力変換装置５００に直流電力を供給する。電源６００は種々のもので構成することが可能であり、例えば、直流系統、太陽電池、蓄電池などで構成することができる。また、電源６００は、交流系統に接続された整流回路、ＡＣ／ＤＣコンバータなどで構成されてもよい。また、電源６００を、直流系統から出力される直流電力を所定の電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによって構成してもよい。
【００４２】
電力変換装置５００は、電源６００と負荷７００との間に接続された三相のインバータである。電力変換装置５００は、電源６００から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷７００に交流電力を供給する。図８に示すように、電力変換装置５００は、電力変換回路５０１と制御回路５０２を備える。制御回路２０３は、電力変換回路５０１のスイッチング動作を制御する制御信号を電力変換回路５０１に出力する。電力変換回路５０１は、制御信号に基づいて、直流電力を交流電力に変換して出力する。
【００４３】
電力変換回路５０１は例えば２レベルの三相フルブリッジ回路であり、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応する３個の半導体モジュール４００を備える。なお、電力変換回路５０１は、３個の半導体モジュール４００を備える代わりに、６個の半導体モジュール１００を備えてもよい。また、半導体モジュール１００は半導体モジュール２００，３００であってもよい。
【００４４】
負荷７００は、電力変換装置５００から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷７００は特定の用途に限られるものではなく、各種電気機器に搭載された電動機である。負荷７００は例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車、鉄道車両、エレベーター、空調機器向けの電動機である。
【００４５】
なお、電力変換回路５０１は三相フルブリッジ回路であるとして説明を行ったが、これに限定されるものではなく、半導体モジュール１００，２００，３００，４００のいずれかを少なくとも１つ備え、電力を変換する回路であればよい。
【００４６】
＜効果＞
本実施の形態５における電力変換装置５００は、入力される電力を変換して出力する電力変換回路５０１と、電力変換回路５０１に制御信号を出力する制御回路５０２と、を備え、電力変換回路５０１は、半導体モジュール１００，２００，３００，４００のいずれかを少なくとも１つ備える。
【００４７】
実施の形態１〜４で説明したように、半導体モジュール１００，２００，３００，４００はサイズの増大を抑制してフォトカプラ２０を内蔵することが可能である。従って、半導体モジュールを備える電力変換装置５００のサイズの増大も抑制することが可能となる。
【００４８】
また、実施の形態１〜５において、半導体モジュール１００，２００，３００，４００に備わるスイッチング素子５，８は、ＳｉＣ又はＧａＮを含むパワー半導体を含む。電力変換用途など、大電流、高電圧を扱うスイッチング素子においては、ゲート駆動ＩＣ７に特に高い絶縁性が要求される。従って、ゲート駆動ＩＣ７にフォトカプラ２０を内蔵する本発明の半導体モジュールが、ＳｉＣ又はＧａＮを含むパワー半導体を含むスイッチング素子を含む構成とすることは特に効果的である。
【００４９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１，２，３  はんだ、５，８  スイッチング素子、６，９  還流ダイオード、７  ゲート駆動ＩＣ、１１  第１のリードフレーム、１２  第２のリードフレーム、１３  第３のリードフレーム、１４  給電用リードフレーム、１５  グランド用リードフレーム、１６，１７，１８  リードフレーム、２０  フォトカプラ、２１  発光素子、２２  受光素子、２３  光透過性保護材、３０  封止材、３１，３２  絶縁層、４１  第１の導電層、４２  第２の導電層、５１，８１  エミッタ電極、５２，８２  制御電極、６１，９１  アノード電極、７１  制御信号入力電極、７２  電源電極、７３  グランド電極、７４，７５  ゲート電圧出力電極、１００，２００，３００，４００  半導体モジュール、５００  電力変換装置、５０１  電力変換回路、５０２  制御回路、６００  電源、７００  負荷。
【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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【図７】
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【図８】
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