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JPH01251917A - Switching circuit - Google Patents

Switching circuit

Info

Publication number
JPH01251917A
JPH01251917A JP7661088A JP7661088A JPH01251917A JP H01251917 A JPH01251917 A JP H01251917A JP 7661088 A JP7661088 A JP 7661088A JP 7661088 A JP7661088 A JP 7661088A JP H01251917 A JPH01251917 A JP H01251917A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fet
panel
capacitor
snubber
fuse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7661088A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaji Naito
内藤 正次
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7661088A priority Critical patent/JPH01251917A/en
Publication of JPH01251917A publication Critical patent/JPH01251917A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/12Modifications for increasing the maximum permissible switched current
    • H03K17/122Modifications for increasing the maximum permissible switched current in field-effect transistor switches

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the inductance of the wiring of the title circuit by directly fitting a circulating diode to a water cooling panel on which a fuse for protecting a field effective transistor(FET), FET, snubber resistance, and snubber capacitor are compactedly arranged so as to use the water cooling panel as a cooling fin and bosses. CONSTITUTION:Buses 8 and 10 are arranged closely to each other and a fuse 2A for protecting and FET, FET 3A, snubber resistance 6A, snubber capacitor 7A, circulating diode 60A, and capacitor 61A are arranged within the length of a capacitor lead wire. Then a slitted water cooling panel 50 is caused to cool the circulating diode 60A also and the panel 50 are used as the bus. Therefore, the inductance of the wiring can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、高速スイッチング素子を多数並列接続したス
イッチング回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a switching circuit in which a large number of high-speed switching elements are connected in parallel.

(従来の技術) 近年、加速器等の分野で高速スイッチング素lり 子(本s:Mでは電界効果型トランジスタについてア)
を数十個から数百側を並列接続し、高周波でスイッチン
グすることが多くなってきている。
(Prior art) In recent years, high-speed switching elements have been developed in the field of accelerators, etc.
Increasingly, tens to hundreds of devices are connected in parallel and switched at high frequencies.

その様な回路図と構造図を第5図乃至第8図にイリ 示す。尚本考案では電界効果型トランジスタ(以下FE
Tと言う)を5個並列接続した場合の構造例を示す。第
5図回路図及び第6図乃至第8図構造図において、2八
〜2′f2はFET保護用ヒユーズ、3A〜3EはFE
T、4A〜4Cは環流ダイオード、6A〜6EはFET
スイッチング時の振動をダンピングするスナバ−抵抗、
7A〜7EはFETオフ時の過電圧を抑制するスナバ−
コンデンサ、8は直流電源lとFET保護用ヒユーズ2
A〜2Eを接続するD側ブス、9はFETのソース側か
ら負荷5までを接続するS側ブス、10は直流電源と負
荷及び環流ダイオードのアノード側全接続するN側ブス
、11はFETオフ時の配線のインダクタンスによる過
電圧を防止するコンデンサ、291〜29EはFET保
護用ヒユーズを収納するヒユーズホルダー1、?17A
〜20EはFET保護用ヒユーズ2A〜2EからFET
 3 A〜3Eのドレイン側までの分岐用配線で電流バ
ランスを良くする為に各配線長を同一にする必要が有る
。30はFET 3 A〜3E1スナバ−抵抗6A〜6
E、スナバ−コンデンサ7A〜7E。
Such circuit diagrams and structural diagrams are illustrated in FIGS. 5 through 8. In this invention, we use a field effect transistor (hereinafter referred to as FE).
An example of a structure in which five (referred to as T) are connected in parallel is shown. In the circuit diagram in Figure 5 and the structural diagrams in Figures 6 to 8, 28 to 2'f2 are FET protection fuses, and 3A to 3E are FE fuses.
T, 4A to 4C are freewheeling diodes, 6A to 6E are FETs
Snubber resistor damps vibrations during switching,
7A to 7E are snubbers that suppress overvoltage when the FET is off.
Capacitor, 8 is DC power supply 1 and FET protection fuse 2
9 is the S-side bus that connects A to 2E, 9 is the S-side bus that connects the FET source side to load 5, 10 is the N-side bus that connects the DC power supply, the load, and the anode side of the freewheeling diode, 11 is the FET off 291-29E are fuse holder 1 that houses FET protection fuses. 17A
~20E is FET protection fuse 2A~2E to FET
In order to improve the current balance in the branch wiring from 3A to 3E to the drain side, it is necessary to make each wiring length the same. 30 is FET 3A~3E1 snubber resistor 6A~6
E, snubber capacitors 7A to 7E.

を同一ノ母ネルに配置する水冷パネル、31は水冷パネ
ル30を冷却する冷却水配管、32A〜32F、は環流
ダイオード4A〜4Cを冷却する自冷の冷却フィン、3
3は環流ダイオード4A〜4Cと冷却フィン32A〜3
2Cf配置するダイオ−トノ母ネル、42はヒユーズホ
ルダー29に〜29EとFET保護用ヒユーズ2A〜2
Eを収納するヒユーズパネル、41はS側ブス取付用支
え、40はヒユーズパネル42を支えるヒユーズパネル
支えである。
31 are cooling water pipes that cool the water-cooled panel 30, 32A to 32F are self-cooling cooling fins that cool the circulating diodes 4A to 4C, and 3
3 are free-circulating diodes 4A to 4C and cooling fins 32A to 3
2Cf is placed in the diode motherboard, 42 is in the fuse holder 29~29E and FET protection fuse 2A~2
41 is a support for attaching the S side bus, and 40 is a fuse panel support that supports the fuse panel 42.

かかる構成において、FET 1回路について第6図の
A−A断面を示す第7図を用いて配置を説明する。FE
T 3 Aは水冷パネル30上で、尚かつ冷却水配管3
1の真上に設置し、FET 3 Aの右横にスナバ−抵
抗6Aを設置する。スナバ−コンデンサ7Aはスナバ−
抵抗6Aの片側とFET 3 Aのソース側端子間の中
間に配置する。又S側プス9は水冷パネル30上にS側
プス取付用支え41を介して、FET 3 Aのソース
側近傍に水冷/4’ネル30と平行に配置する。FET
保護用ヒユーズ2人はヒユーズホルダー291に収納し
たものをヒユーズパネル42に取付け、尚かつヒ為−ズ
ノJ?ネル支え40を介して水冷パネル30の下部に取
付る。D側プス8はヒユーズパネル42とヒユーズ/4
’ネル支え400間に絶縁物を介してヒユーズパネル4
2と平行に取付る。第6図のB−B断面を示す第8図の
環流ダイオード4Aは冷却フィン32kにネジ込まれ、
ダイオードパネル33と冷却フィン、?、?Aはネジに
よシ固定される。又N側プス10はダイオードパネル3
3と平行に絶縁物を介して固定される。コンデンサ11
はD側プス8とN側プス10の中間に配置される。
In this configuration, the arrangement of one FET circuit will be explained using FIG. 7 showing a cross section taken along line AA in FIG. 6. FE
T 3 A is on the water cooling panel 30 and on the cooling water pipe 3
A snubber resistor 6A is installed on the right side of FET 3A. Snubber capacitor 7A is a snubber
It is placed midway between one side of the resistor 6A and the source side terminal of the FET 3A. Further, the S-side bus 9 is arranged on the water-cooling panel 30 via the S-side bus mounting support 41 in parallel with the water-cooling/4' channel 30 near the source side of the FET 3A. FET
The two protective fuses are stored in the fuse holder 291 and attached to the fuse panel 42. It is attached to the lower part of the water cooling panel 30 via the flannel support 40. D side pusher 8 has fuse panel 42 and fuse/4
'The fuse panel 4 is inserted between the panel supports 400 and an insulator.
Install parallel to 2. The freewheeling diode 4A in FIG. 8 showing the BB cross section in FIG. 6 is screwed into the cooling fin 32k,
Diode panel 33 and cooling fins? ,? A is fixed with a screw. Also, the N side bus 10 is the diode panel 3.
3 through an insulator. capacitor 11
is arranged between the D-side pushpull 8 and the N-side pushpull 10.

次に接続について説明する。Next, the connection will be explained.

D側プス8よシ分岐用配線20kを介してとュ−、e 
ホ# / −29Aの上部に接続され、FET保護保護
用ヒダ2A’l’iL、ヒユーズホルダー291の下部
よりFET 3 Aのドレイン側端子に接続される。又
FET 3 Aのドレイン側端子はスナバ−抵抗6Aに
接続され、スナバ−抵抗とスナバ−コンデンサ7Aはコ
ンデンサリード線の片端で接続される。
From the D side bus 8, connect the toe and e via the branch wiring 20k
It is connected to the upper part of the FET protection fold 2A'l'iL and the lower part of the fuse holder 291 to the drain side terminal of the FET 3A. Further, the drain side terminal of FET 3A is connected to a snubber resistor 6A, and the snubber resistor and snubber capacitor 7A are connected at one end of a capacitor lead wire.

スナバ−コンデンサ7Aの他端はFET J Aのソー
ス側端子と接続され、FET 3 Aのソース側端子は
S側プス9と配線を介して接続される。S側プス9は水
冷パネル30の右端よ多負荷5とダイオードパネル33
及び環流ダイオードのカンード側に接続され、環流ダイ
オード32にのアノード側よりN側プスに接続される。
The other end of the snubber capacitor 7A is connected to the source side terminal of FET JA, and the source side terminal of FET 3A is connected to the S side bus 9 via wiring. The S side pushbutton 9 connects the multi-load 5 and diode panel 33 to the right end of the water cooling panel 30.
The anode side of the freewheeling diode 32 is connected to the N-side bus.

コンデンサ11はD側プス8とN側プス10(環流ダイ
オード32にのアノード側)に最短で接続される。他F
ET 3 B〜3Eについても同様に接続及び配置され
る。
The capacitor 11 is connected to the D side pin 8 and the N side pin 10 (anode side of the freewheeling diode 32) at the shortest possible distance. Other F
ET 3 B to 3 E are also connected and arranged in the same manner.

(発明が解決しようとする課題) しかる配置及び接続において、FET fニスイツチン
グした場合、FET保護用ヒユーズ、FET 、ダイオ
ードが別々に配置されていること及び各FETからの配
線を同一長さにするため、配線が長くなシ、配線のイン
ダクタンスが増大して、FETに過電圧が印加されFE
Tが破損することがあった。これを防止するために、配
線インダクタンスの増加に応シてFITのスナバ−コン
デンサ容量を増大していたが、スナバ−コンデンサ容量
を増大させると損失の増加をまねき、効率の低下、装置
が大形化すると言う問題点があった。
(Problem to be Solved by the Invention) In the case of FET fnitswitching in the appropriate arrangement and connection, the FET protection fuse, FET, and diode are arranged separately, and the wiring from each FET is made to have the same length. , the wiring is long, the inductance of the wiring increases, overvoltage is applied to the FET, and the FE
T was sometimes damaged. In order to prevent this, the snubber capacitor capacity of the FIT has been increased in response to the increase in wiring inductance, but increasing the snubber capacitor capacity leads to an increase in loss, a decrease in efficiency, and a large device. There was a problem that it became

本発明は、上記問題点に対してなされたもので、FET
の電流バランスを良好にし、かつ配線インダクタンスを
低減したコンパクトで高効率なスイッチング回路を提供
することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and is based on the FET
The object of the present invention is to provide a compact and highly efficient switching circuit that has good current balance and reduced wiring inductance.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するために、FET保護用ヒ
ユーズとFETとスナバ−抵抗及びスナバ−コンデンサ
をコンパクトにまとめたものを水冷ノ4ネルに配置し、
尚かつ水冷・母ネルに環流ダイオードを直付けすること
により水冷ノぐネルを冷却フィンとして兼用し、又水冷
パネルをS側プスとして兼用することによシ配線のイン
ダクタンスの低減を計り1次に電流バランスを改善する
ために水冷/?ネルにスリットを設けたことを特徴とす
る。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a compact arrangement of an FET protection fuse, an FET, a snubber resistor, and a snubber capacitor in a water-cooled unit. Place it on the flannel,
In addition, by directly attaching a freewheeling diode to the water cooling main panel, the water cooling nozzle can also be used as a cooling fin, and the water cooling panel can also be used as an S side pushpiece to reduce the inductance of the wiring. Water cooling to improve current balance/? It is characterized by a slit in the flannel.

(作用) 本発明によれば、電流分担の改善、配線インダクタンス
の低減が計れるFETの並列接続構造を提供することが
できる。
(Function) According to the present invention, it is possible to provide a parallel connection structure of FETs that can improve current sharing and reduce wiring inductance.

(実施例) 本発明の一実施例を第1図回路図及び第2図及び第3図
(C−C矢視)及び第4図(D−D断面)に示す。第1
図乃至第4図において、第5図乃至第8図と同一の要素
は同一符号を記j〜で説明を省略する。
(Embodiment) An embodiment of the present invention is shown in the circuit diagram of FIG. 1, and FIGS. 2 and 3 (viewed along the line C-C) and FIG. 4 (cross section taken along the line D-D). 1st
In the figures to FIG. 4, the same elements as in FIGS. 5 to 8 are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

第1図乃至第4図において、60に〜60EはFET個
々にもうけた環流ダイオード、61A〜61Eは配線の
インダクタンスによる過電圧を個々のFET入力で防止
するコンデンサ、第2図に示す50は環流ダイオード6
01〜60Eの冷却フィン兼用、S側ブス兼用、スリッ
ト入シ水冷パネル、51は冷却水配管、52は負荷側用
S側ブスである。
In Figures 1 to 4, 60 to 60E are free-wheeling diodes provided in each FET, 61A to 61E are capacitors that prevent overvoltage caused by wiring inductance at the input of each FET, and 50 shown in Figure 2 is a free-wheeling diode. 6
01 to 60E serve as cooling fins, serve as S-side busses, and have slit water cooling panels; 51 is a cooling water pipe; 52 is an S-side bus for the load side.

次に配置について説明する。Next, the arrangement will be explained.

第2図のD−D断面を示す第4図に示すように、D側ブ
ス8とN側ブス10を近接配置した導体をスリット入り
水冷パネル上部にN側プス支え70とD側ブス支え71
を介して取付る。第2図のC−C断面を示す第3図でF
IT 3 Aはスリット入り水冷パネル50上で冷却水
配管5ノの真上に配置し、FET 3 Aの左側にFE
T保護用ヒユーズ2Aとヒユーズホルダー29kを配置
し、F’ET 3 Aの右側にスナバ−抵抗6Aとスナ
バ−コンデンサ7Aiスナバ−コンデンサ7Aのリード
線長さ以内に配置する。環流ダイオード60にはFET
 3 Aの上部でコンデンサ61にのリード線長さ以内
に配置し、尚かつスリット入シ水冷パネルに直付けする
。スリット入り水冷ツヤネル50のスリット間隔は、F
ET保護保護用ヒダ2A、FET3に、環流ダイオ−)
’6QA、スナバー抵抗6A及びスナバ−コンデンサ7
A’ilユニットとして、他ユニットとの間にスリット
を設ける。スリット入シ水冷パネル50の右端上部より
N側プス10と近接して負荷用S側ブス52を取り出す
構造である。
As shown in FIG. 4, which shows the DD cross section of FIG.
Attach via. In Figure 3 showing the C-C cross section of Figure 2,
IT3A is placed directly above the cooling water pipe 5 on the slit water cooling panel 50, and the FE is placed on the left side of FET3A.
A T protection fuse 2A and a fuse holder 29k are arranged, and the snubber resistor 6A and snubber capacitor 7Ai are arranged on the right side of the F'ET 3A within the lead wire length of the snubber capacitor 7A. FET is installed in the freewheeling diode 60.
3. Place it within the lead wire length of the capacitor 61 at the top of the capacitor 61, and directly attach it to the water-cooled panel with a slit. The slit spacing of the water-cooled glossy flannel 50 with slits is F
ET protection fold 2A, FET3, free circulation diode)
'6QA, snubber resistor 6A and snubber capacitor 7
As an A'il unit, a slit is provided between it and other units. The structure is such that the load S-side bus 52 is taken out from the upper right end of the slit water-cooled panel 50 in close proximity to the N-side bus 10.

次だ接続について説明する。Next, I will explain the connection.

D側ブス8の一端よりヒユーズホルダー291の上部に
接続し、FET保護保護用ヒダ2Aを介して、ヒユーズ
ホルダ−29A下部よfi F’ET 3 A f7)
ドレイン側に接続する。FET 3 Aのドレイン側と
スナバ−抵抗6Aの一端とを最短で接続する。スナバ−
抵抗6Aの他端とスナバ−コンデンサ7Aのリード線ヲ
接続し、スナバ−コンデンサ7Aの他端とFET 3 
Aのソース側と接続する。FET、?Aのソース側と環
流ダイオード60にのカンード側とを最短で接続する。
Connect from one end of the D-side bus 8 to the upper part of the fuse holder 291, and connect it to the lower part of the fuse holder 29A via the FET protection fold 2A.
Connect to the drain side. Connect the drain side of FET 3A and one end of snubber resistor 6A at the shortest possible distance. Snubber
Connect the other end of the resistor 6A to the lead wire of the snubber capacitor 7A, and connect the other end of the snubber capacitor 7A to the FET 3.
Connect to the source side of A. FET? The source side of A and the cand side of the freewheeling diode 60 are connected at the shortest possible distance.

環流ダイオード60にのアノード側はN側プス1θとコ
ンデンサ61kに接続する。コンデンサ61人の他方は
ヒユーズホルダー29Aの上部と接続する。
The anode side of the freewheeling diode 60 is connected to the N-side pin 1θ and the capacitor 61k. The other of the capacitors 61 is connected to the top of the fuse holder 29A.

尚、前述説明においては、水冷パネル50に環流ダイオ
ードを直付けした例を説明したが、高速スイッチング素
子或は抵抗器、及びコンデンサが直付は出来るような構
造のものであれば、これらの部品も直付けすることによ
り一層インダクタンスを低減出来る。
In the above explanation, an example was explained in which a freewheeling diode was directly attached to the water cooling panel 50, but if the structure allows for direct attachment of high-speed switching elements, resistors, and capacitors, these parts may be used. By directly attaching the inductance, the inductance can be further reduced.

[発明の効果] 以上説明したように第1図乃至第4図に示す本発明の一
実施例の如く構成すれば、D側プス8とN側ブス10を
近接配置でき、FET保護保護用ヒダ、?A、FETJ
A、スナノ櫂−抵抗6A、スナバ−コンデンサ7A、環
流ダイオード60A、コンデンサ61kをコンデンサリ
ード線長さ以内に配置すること、及び環流ダイオード6
0にの冷却をスリット入シ水冷パネル50で兼用し、尚
かつ水冷・母ネル50をS側ブスと兼用することにより
配線のインダクタンスの低減が計れる。又スリット入り
水冷ノ4ネル50を使用することでFET個々の電流に
よる相互干渉をなくし電流バランスを良好にでき、コン
ノヤクトで高効率なスイッチング回路を提供できる。
[Effects of the Invention] As explained above, if the embodiment of the present invention shown in FIGS. ,? A.FETJ
A, snubber resistor 6A, snubber capacitor 7A, freewheeling diode 60A, capacitor 61k placed within the length of the capacitor lead wire, and freewheeling diode 6
By using the slit water-cooled panel 50 to cool the air and the water-cooled mother panel 50, and also use the water-cooled mother panel 50 as the S-side bus, it is possible to reduce wiring inductance. Furthermore, by using the water-cooled channel 50 with slits, it is possible to eliminate mutual interference due to the currents of individual FETs, improve the current balance, and provide a highly efficient switching circuit with a connoisseur.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の回路図、第2図は本発明の構造図、第
3図は第2図のC−C矢視図、第4図は第2図のD−D
断面図、第5図は従来の回路図、第6図は従来の構造図
、第7図は第6図のA−A断面図、第8図は第6図のB
−B矢視図である。 2A〜、?E:FET保護用ヒユーズ、3A〜3E:F
ET、4A〜4C:環流ダイオード、6A〜6E:スナ
バ−抵抗、7A〜7E:スナバ−コンデンサ、30:水
冷ノ母ネル、32A〜32C:ダイオード用冷却フィン
、33:ダイオードパネル、60A〜60E:環流ダイ
オード、61八〜61E:コンデンサ、50ニスリツト
入シ水冷ノfネル。 出願人代理人  弁理士  鈴 江 武 彦10’ 第1図 3A                    ’第3
図 第7囚 第8図
FIG. 1 is a circuit diagram of the present invention, FIG. 2 is a structural diagram of the present invention, FIG. 3 is a view taken along the line C-C in FIG. 2, and FIG. 4 is a D-D diagram in FIG.
5 is a conventional circuit diagram, FIG. 6 is a conventional structural diagram, FIG. 7 is a sectional view taken along line A-A in FIG. 6, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line B in FIG.
-B arrow view. 2A~,? E: FET protection fuse, 3A to 3E:F
ET, 4A to 4C: Freewheeling diode, 6A to 6E: Snubber resistor, 7A to 7E: Snubber capacitor, 30: Water cooling motherboard, 32A to 32C: Cooling fin for diode, 33: Diode panel, 60A to 60E: Freewheeling diode, 618-61E: Capacitor, water-cooled channel with 50 nitride slit. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue 10' Figure 1 3A '3
Figure 7 Prisoner Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 環流ダイオードを冷却するためにその一端を直接冷却パ
ネルに取り付け、その近傍に電界効果形トランジスタ、
スナバ回路、前記電界効果形トランジスタの保護用ヒュ
ーズを最短配線して配置したものを1ユニットとし、該
ユニットを前記冷却パネルに複数個配列し、かつユニッ
トとユニットの間にそれぞれスリットを設け、更に前記
冷却パネルに接近した平行なドレイン側母線と負側母線
を配置し、かつ前記冷却パネルをソース側導体として兼
用するために前記スリットの反開口部側にソース側母線
を取り付けたことを特徴とするスイッチング回路。
In order to cool the freewheeling diode, one end of it is attached directly to the cooling panel, and a field effect transistor and a field effect transistor are installed near it.
A snubber circuit, a protective fuse for the field effect transistor arranged in the shortest possible wiring is considered as one unit, a plurality of the units are arranged on the cooling panel, and a slit is provided between each unit, and A drain side bus bar and a negative side bus bar are arranged in parallel close to the cooling panel, and the source side bus bar is attached to the side opposite to the opening of the slit in order to use the cooling panel as a source side conductor. switching circuit.
JP7661088A 1988-03-31 1988-03-31 Switching circuit Pending JPH01251917A (en)

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JP7661088A JPH01251917A (en) 1988-03-31 1988-03-31 Switching circuit

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