パワーモジュールとは
パワーモジュールとは、スイッチ素子とダイオードを1つの筐体へまとめ、配線と絶縁と放熱まで含めて提供する部品です。 富士電機は公式製品ページで、モジュールを構成するのはIGBTとダイオードの素子であると述べています。
小信号の回路であれば、トランジスタを基板へ載せて配線すれば動きます。数百アンペアを扱うとなると話が変わります。
まず配線です。電流の変化が速いほど、配線のわずかなインダクタンスが大きな電圧を生みます。素子の耐圧を超える跳ね上がりが出れば、そこで壊れます。だから素子どうしを短く太く結ぶ必要があります。
次に絶縁です。数千ボルトの電位差を持つ端子と、放熱のために外へ出したい金属面を、電気的に分けたまま熱だけ通す必要があります。
そして放熱です。損失は熱になり、チップの温度が上がれば特性が変わり、寿命も縮みます。
パワーモジュールは、この3つを筐体の中で解いた状態で出荷されます。使う側は端子をつなぎ、指定された冷却をするだけで済みます。
定格の組み合わせが用途を決める
Section titled “定格の組み合わせが用途を決める”パワーモジュールを選ぶときの2つの軸は、定格電圧と定格電流です。三菱電機は公式製品ページで、種類ごとの定格を次のように記載しています。
| 種類 | 定格電圧 | 定格電流 |
|---|---|---|
| パワーMOSFETモジュール | 75V〜150V | 100A〜300A |
| IGBTモジュール 高速タイプ | 600V〜1200V | 200A〜600A |
| IGBTモジュール 標準タイプ | 650V〜2000V | 75A〜600A |
| IGBTモジュール NXタイプ | 650V〜1700V | 35A〜1000A |
| IGBTモジュール LV100タイプ | 1200V〜2000V | 800A〜1800A |
| IGBTモジュール 多レベルインバータ用 | 1200V〜1700V | 185A〜1200A |
| HVIGBTモジュール 標準タイプ | 1700V〜6500V | 600A〜2400A |
| HVIGBTモジュール Xシリーズ デュアルタイプ | 1700V〜4500V | 450A〜1200A |
| フルSiCモジュール | 1200V〜1700V | 75A〜1200A |
| ハイブリッドSiCパワーモジュール | 1200V | 100A〜600A |
| HV-SiCパワーモジュール | 1700V〜3300V | 185A〜1200A |
| 車載IGBTモジュール J1シリーズ | 650V | 600A〜700A |
| 車載SiC/Siモジュール J3シリーズ | 750V〜1300V | 350A〜800A |
| ダイオードモジュール | 1200V〜6500V | 200A〜1800A |
系統の電圧が耐圧クラスを、負荷の電流が定格電流とパッケージの大きさを決めます。この2つが決まれば、候補はかなり絞られます。
素子の薄型化が筐体の小型化になります
Section titled “素子の薄型化が筐体の小型化になります”富士電機は公式製品ページで、第7世代Xシリーズについて、モジュールを構成するIGBTとダイオードの素子を薄型化・小型化したと述べ、インバータ損失10%低減、チップ温度11℃低減、およそ36%の小型化を挙げています。
3つの数字は順につながっています。素子を薄くすると導通損失が下がり、損失が下がるとチップ温度が下がり、温度に余裕ができると同じ冷却でより多くの電流を扱えるため、必要な面積が減って筐体を小さくできます。モジュールの世代交代が「小型化」として語られるのは、この鎖の末端が寸法だからです。
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よくある質問（FAQ）
Section titled “よくある質問（FAQ）”パワーモジュールとは何ですか？
スイッチ素子とダイオードを1つの筐体へまとめ、配線と絶縁と放熱まで含めて提供する部品です。富士電機は公式製品ページで、モジュールを構成するのはIGBTとダイオードの素子であると述べています。
なぜ素子単体で使わないのですか？
大電流では配線のインダクタンスと放熱が設計を支配するためです。素子どうしを短く太く結び、絶縁基板で電気的に分けたうえで熱を逃がす構造を、あらかじめ作り込んだほうが確実に性能が出ます。
ダイオードが一緒に入っているのはなぜですか？
モータのような誘導性の負荷では、スイッチを切った瞬間に電流の行き場が要るためです。逆向きに電流を流す経路をダイオードが受け持ちます。スイッチと対で必要になるので、同じ筐体へ入れます。
どんな定格がありますか？
三菱電機は公式製品ページで、IGBTモジュール標準タイプを650V〜2000V／75A〜600A、NXタイプを650V〜1700V／35A〜1000A、HVIGBTモジュール標準タイプを1700V〜6500V／600A〜2400A、パワーMOSFETモジュールを75V〜150V／100A〜300A、ダイオードモジュールを1200V〜6500V／200A〜1800Aと記載しています。
定格はどう選びますか？
系統の電圧と負荷の電流で決まります。電圧が耐圧クラスを、電流が定格電流とパッケージの大きさを決めるため、この2つが決まれば候補はかなり絞られます。
世代が変わると何が変わりますか？
富士電機は公式製品ページで、第7世代Xシリーズについて、素子を薄型化・小型化したうえで、インバータ損失10%低減、チップ温度11℃低減、およそ36%の小型化を挙げています。損失が減れば温度が下がり、同じ冷却で扱える電流が増えるため、筐体を小さくできます。
比較・違いを学ぶ
Section titled “比較・違いを学ぶ”- 先進パッケージングとは ── 実装で性能を上げる考え方
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- 三菱電機「Power Modules」公式製品ページ（2026年8月23日にリンク生存を実測、200）
- 富士電機「IGBT」公式製品ページ（2026年8月23日にリンク生存を実測、200）