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L6 · 3D 構造分解

1in1 I 型 NPC 3 レベル SiC モジュール

3 レベル 1 相レグ。積層バスバーの折り曲げリードをチップに直接接合し、銅クリップで T1–T4 を接続、クランプダイオードを中性点につなぐ。

個人プロジェクト(自主制作) · 公開資料に基づく一般的な構造の模式図 · いずれの雇用主の製品とも無関係

ドラッグで回転 · ホイールで拡大・縮小 · 部品をクリックで説明を表示1 本指で回転 · 2 本指で拡大・縮小 · 部品をタップで説明を表示

独自に作成した 1in1 I 型 NPC 3 レベル SiC モジュールの組立状態の模式図:ベースプレート、AMB 基板、6 組のチップ、銅クリップ、ボンディングワイヤ、P / NP / N 積層バスバーと絶縁フィルム、AC 端子、プレスフィット信号ピン、ケース、蓋。

選択中の部品 T1 / T4 外側スイッチ

PWM でスイッチングし、X1 を P に、X2 を N にそれぞれ接続する。

静止画は既定の分解状態のまま。下の 2D 層構成図は分離量と選択に追従する。

組立分解

分離スライダーは表示上の間隔だけを変える。スイッチング過程、電流、製造公差は扱わない。

キーボード操作

矢印キーで回転、プラス/マイナスキーで拡大縮小、Home で視点をリセット。Tab で部品とトポロジーのノードを移動し、Enter またはスペースで選択する。分離スライダーは矢印キーで調整できる。

2D 層構成図

モジュール各層を簡略化した側面の層構成図。間隔はスライダーで変わり、選択中の部品を強調表示する。

選択中の部品:T1 / T4 外側スイッチ

モジュール全体:ベースプレート、ケース、蓋。P / NP / N 端子は左端、AC 端子は右端にあり、プレスフィット信号ピンが蓋を貫通する。

3D 表示を準備中。部品説明、トポロジー図、分離スライダーはすでに使える。

矢印キーで回転、プラス/マイナスキーで拡大縮小、Home で視点をリセット。Tab で部品とトポロジーのノードを移動し、Enter またはスペースで選択する。分離スライダーは矢印キーで調整できる。

独自の一般モデル · 1in1 I 型 NPC · スイッチング過程は再生しない

モデルとシステムの範囲

各スイッチ位置に SiC MOSFET チップを 2 個並列、各クランプダイオード位置に SiC ショットキーチップを 2 個配置した。チップ、銅アイランド、クリップ、リードは簡略化した直方体と曲げ板で表し、面取り、はんだフィレット、シリコーンゲル封止、ナットは省略した。

配置は転流ループを基準に決めた。T1 と D5、T4 と D6 をそれぞれ隣接させ、積層バスバーの P / NP / N 3 層を上下に近接させて短ループの寄生インダクタンスを抑える。ゲートとケルビンソースは基板上の細い銅パターンを経由し、プレスフィットピンで引き出す。

I 型 NPC は定常状態で各デバイスの分担電圧が直流バス電圧の半分になるため、1500 V 系の太陽光発電用インバータや蓄電用パワーコンディショナで多く使われる。ここでは電圧、電流、熱抵抗の定格値は示さない。

寄生インダクタンス、電流分布、温度、寿命は計算していない。記載した材料は部品の役割を理解するための一般的な分類であり、特定製品の部品表(BOM)を表すものではない。

パッケージ形態は公開されている 1in1 3 レベルモジュールの資料を参考にした。形状、寸法、配置はオリジナルのパラメトリック教材モデルである。

プロジェクトの要点

問い
I 型 NPC 3 レベルレグで、チップ、クリップ、P / NP / N 積層バスバーを短い転流ループに沿ってどう配置するか。
手法
Three.js のパラメトリック形状(glTF はスクリプトで生成)とトポロジー図を連動させ、T1–D5、T4–D6 の 2 つの短ループに沿ってデバイス配置とバスバーの積層順を決める。
結果
T1 と D5、T4 と D6 をそれぞれ隣接配置し、P / NP / N の 3 層を上下に近接させて短ループの寄生インダクタンスを抑える。定常状態で各デバイスが分担する電圧は直流バス電圧の半分。