JP2009232514A - 保護回路、半導体装置、電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】過電流保護機能の精度を向上させる。
【解決手段】被保護回路を流れる電流を電圧として検出する検出抵抗と、前記被保護回路を流れる設定電流と、前記設定電流に対応して前記検出抵抗に発生する実測電圧と、に基づいて、前記被保護回路を過電流から保護するための基準電圧の値を補正する補正回路と、前記実測電圧と前記基準電圧とを比較し、前記実測電圧が前記基準電圧を超えたか否かを検出する過電流検出回路と、前記過電流検出回路において前記実測電圧が前記基準電圧を超えた場合、前記被保護回路を過電流から保護するべく制御する制御回路と、を備える保護回路。
【選択図】図１

Description

本発明は、保護回路、半導体装置、電気機器に関する。

例えば、インバータ回路に用いられるパワー半導体デバイスは、３相モータのロック等といった異常が発生した場合、極めて短時間で破壊に至る恐れがある。そこで、パワー半導体デバイスを流れる電流が基準電流を超える過電流となる場合には、インバータ回路の動作を停止させる過電流保護機能を適切に設ける必要がある。

パワー半導体デバイス等に流れる電流が基準電流を超える過電流であるか否かを検出して、過電流保護機能を実現するため、例えば、パワー半導体デバイス等に流れる電流を電圧として検出する電流検出抵抗などが用いられる。そして、電流検出抵抗が検出する電圧と、基準電流の大きさに対応する大きさの基準電圧とを差動増幅器等によって比較し、検出電圧が基準電圧を越えたとき、インバータ回路の動作を停止させる。

このような電流検出抵抗として、例えばシャント抵抗が用いられる。
特開２００３−３１９５４６号公報

ところで、電流検出抵抗として用いられる、シャント抵抗は、過電流が流れても両端に発生する電圧が大きくならないようにするため比較的小さな抵抗値を有する。このため、シャント抵抗が検出する電圧は、シャント抵抗の配線パターン等から生じる配線インピーダンスの電圧降下の影響等を受けやすい。係る影響等を受けた場合、パワー半導体デバイス等に流れる電流として、シャント抵抗が検出する電圧の大きさは、パワー半導体デバイス等に実際に流れる電流の大きさに対応しない虞がある。このような場合、過電流の検出に誤差が生じてしまい、十分に過電流保護機能を発揮することが出来ないといった虞があった。

前記課題を解決する為の主たる発明は、保護回路であって、被保護回路を流れる電流を電圧として検出する検出抵抗と、前記被保護回路を流れる設定電流と、前記設定電流に対応して前記検出抵抗に発生する実測電圧と、に基づいて、前記被保護回路を過電流から保護するための基準電圧の値を補正する補正回路と、前記実測電圧と前記基準電圧とを比較し、前記実測電圧が前記基準電圧を超えたか否かを検出する過電流検出回路と、前記過電流検出回路において前記実測電圧が前記基準電圧を超えた場合、前記被保護回路を過電流から保護するべく制御する制御回路と、を備える。

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、過電流保護機能の精度を向上させることが可能となる。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＜＜過電流保護機能を持つ集積回路を用いた装置＞＞
＝＝＝インバータ回路＝＝＝
本実施形態に係る、過電流保護機能を実現する保護回路を備えるインバータ装置１００について、図１を参照して説明する。

本実施形態に係る過電流保護機能とは、３相モータ１３０のロック等によって検出対象の電流が所定電流を超える過電流となる場合に、３相モータ１３０を停止させて、スイッチング回路１２１の過電流破壊や３相モータ１３０などの被保護対象の故障を防止する機能である。

本実施形態に係るインバータ装置１００とは、空気調和機、洗濯機、冷蔵庫などのパワーエレクトロニクス機器に用いられ、交流電力をインバータ負荷に応じて別の大きさ、周波数、位相の交流電力に変換するための装置のことである。具体的には、インバータ装置１００は、Ｒ相コイル、Ｓ相コイル、Ｔ相コイルを具備した３相交流電源１０５の交流電圧をコンバータ回路１１０によって直流電圧に一旦変換した後、インバータ回路１２０によって、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルを具備した３相モータ１３０（インバータ負荷）をインバータ駆動するための交流電圧を、当該直流電圧に基づいて作るものである。

図１において、インバータ装置１００は、インバータ回路１２０と、マイクロコンピュータ１４０（補正回路）と、３相モータ１３０と、コンバータ回路１１０と、３相交流電源１０５と、を含んで構成される。尚、本実施形態に係る保護回路は、マイクロコンピュータ１４０と、インバータ回路１２０を含んで構成される。

インバータ回路１２０は、Ｖ＋端子、Ｖ−端子、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子、電圧モニター用端子Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗ、電圧調整用端子Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗを少なくとも具備した集積回路として提供される。

Ｖ＋端子とＶ−端子の間には、コンバータ回路１１０によって変化された直流電圧が印加される。尚、Ｖ＋端子とＶ−端子とコンバータ回路１１０の間には平滑用コンデンサＣＸが接続され、コンバータ回路１１０からＶ＋端子とＶ−端子の間に印加される直流電圧が平滑用コンデンサＣＸによって安定化する。
Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子は、３相モータ１３０のＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルとそれぞれ接続される。

電圧モニター用端子Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗは、シャント抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗ（検出抵抗）の検出電圧を、インバータ回路１２０外部のマイクロコンピュータ１４０によってモニターするための端子である。

電圧調整用端子Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗは、マイクロコンピュータ１４０によって個別に調整された基準電圧Ｖｒｕ、Ｖｒｖ、Ｖｒｗが過電流検出回路１２３に向けてそれぞれ供給されるための端子である。

また、インバータ回路１２０は、スイッチング回路１２１と、シャント抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗ（検出抵抗）と、ＲＣフィルタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃと、過電流検出回路１２３と、増幅回路１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃと、ドライバ回路１２５（制御回路）と、を含んで構成される。

スイッチング回路１２１は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６と逆並列に接続される回生ダイオードＤ１〜Ｄ６とにより構成され、Ｖ＋端子とＶ−端子を介して印加された直流電圧を電源電圧として動作する。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のパワー半導体デバイスが採用される。

スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３は、電流吐出側（Ｖ＋端子側）に設けられ、ソーストランジスタと呼ばれる。スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６は、電流吸込側（Ｖ−端子側）に設けられ、シンクトランジスタと呼ばれる。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４は直列接続され、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ４の接続点はＵ端子と接続される。また、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ５は直列接続され、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ５の接続点はＶ端子と接続される。また、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６は直列接続され、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ６の接続点はＷ端子と接続される。

シャント抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗは、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６のエミッタとＶ−端子との間にそれぞれ設けられ、過電流検出回路１２３における過電流検出に用いられる抵抗素子である。尚、シャント抵抗ＲｕはＵ相コイルを介してＵ端子から入力される電流についての過電流検出に用いられる抵抗素子である。シャント抵抗ＲｖはＶ相コイルを介してＶ端子から入力される電流についての過電流検出に用いられる抵抗素子である。シャント抵抗ＲｗはＷ相コイルを介してＷ端子から入力される電流についての過電流検出に用いられる抵抗素子である。

ＲＣフィルタ１２２ａは、スイッチング素子Ｑ４とシャント抵抗Ｒｕの接続点ｎａに発生する電圧が信号ライン１２７ａを介して印加され、この電圧を平滑化した電圧Ｖｕを過電流検出回路１２３に出力するフィルタである。ＲＣフィルタ１２２ｂは、スイッチング素子Ｑ５とシャント抵抗Ｒｖの接続点ｎｂに発生する電圧が信号ライン１２７ｂを介して印加され、この電圧を平滑化した電圧Ｖｖを過電流検出回路１２３に出力するフィルタである。ＲＣフィルタ１２２ｃは、スイッチング素子Ｑ６とシャント抵抗Ｒｗの接続点ｎｃに発生する電圧が信号ライン１２７ｃを介して印加され、この電圧を平滑化した電圧Ｖｗを過電流検出回路１２３に出力するフィルタである。

過電流検出回路１２３は、信号ライン１２７ａ〜１２７ｃを介して供給される電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗと、マイクロコンピュータ１４０の後述のデジタルアナログ変換器４０５から供給される基準電圧Ｖｒｕ、ｖｒｖ、Ｖｒｗと、をそれぞれ比較することにより、シャント抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗの何れかに過電流が流れたか否かを検出する回路である。過電流検出回路１２３は、インバータ回路１２０内の過電流を検出した場合はＬｏｗレベルの検出信号ＤＥＴを出力する。また、検出信号ＤＥＴがハイインピーダンスの場合、過電流が検出されなかった場合を表す。尚、過電流検出回路１２３の詳細構成例については後述する。

増幅回路１２４ａは、スイッチング素子Ｑ４とシャント抵抗Ｒｕの接続点ｎａに発生する電圧が信号ライン１２８ａを介して印加され、この電圧をインピーダンス変換したモニター電圧Ｖｓｕをマイクロコンピュータ１４０へ出力するボルテージフォロワとしての機能を有するものである。増幅回路１２４ｂは、スイッチング素子Ｑ５とシャント抵抗Ｒｖの接続点ｎｂに発生する電圧が信号ライン１２８ｂを介して印加され、この電圧をインピーダンス変換したモニター電圧Ｖｓｖをマイクロコンピュータ１４０へ出力するボルテージフォロワとしての機能を有するものである。増幅回路１２４ｃは、スイッチング素子Ｑ６とシャント抵抗Ｒｗの接続点ｎｃに発生する電圧が信号ライン１２８ｃを介して印加され、この電圧をインピーダンス変換したモニター電圧Ｖｓｗをマイクロコンピュータ１４０へ出力するボルテージフォロワとしての機能を有するものである。

ドライバ回路１２５（制御回路）は、スイッチング回路１２１に対し、マイクロコンピュータ１４０などからの指示に応じて、３相モータ１３０の回転速度を制御するための制御信号を出力する。ドライバ回路１２５が過電流検出回路１２３からハイインピーダンスの検出信号ＤＥＴを受信したとき、ドライバ回路１２５は、例えば、それぞれ１２０度の位相差を有しておりスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３のオン・オフを制御する３つのパルス幅変調された第１の矩形波と、第１の矩形波に対して一般的に１８０度位相が遅れておりスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６のオン・オフを制御する３つのパルス幅変調された第２の矩形波と、からなる制御信号（スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各ベース信号）を出力する。

また、ドライバ回路１２５は、過電流検出回路１２３からＬｏｗレベルの検出信号ＤＥＴを受信したとき、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６全てをオフさせるための制御信号を出力する。これにより、スイッチング回路１２１に対する過電流保護機能が実行される。尚、過電流検出回路１２３からハイインピーダンスの検出信号ＤＥＴが出力されるときの制御信号としては、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６全てをオフさせることに限らず、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を過電流による破壊から保護できる程度の制御を指示する信号であればよい。

＝＝＝過電流検出回路＝＝＝
本実施形態に係る過電流検出回路１２３の詳細構成例について、図１を参照して説明する。過電流検出回路１２３は、３つのオープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ａ、１２３３ｂ、１２３３ｃと、オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ａの＋端子に接続される信号ライン１２９ａと接地の間に接続されたコンデンサＣａと、オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ｂの＋端子に接続される信号ライン１２９ｂと接地の間に接続されたコンデンサＣｂと、オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ｃの＋端子に接続される信号ライン１２９ｃと接地の間に接続されたコンデンサＣｃと、により構成される。

オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ａは、＋端子にマイクロコンピュータ１４０から信号ライン１２９ａを介して基準電圧Ｖｒｕが印加され、−端子にＲＣフィルタ１２２ａより出力される電圧Ｖｕが印加される。オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ａは、電源電圧Ｖｃｃによって動作する。電圧Ｖｕが基準電圧Ｖｒｕよりも低い場合、オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ａの比較信号ＵＯはハイインピーダンスとなり、電圧Ｖｕが基準電圧Ｖｒｕよりも高い場合にはオープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ａの比較信号ＵＯはＬｏｗレベルとなる。

オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ｂは、＋端子にマイクロコンピュータ１４０から信号ライン１２９ｂを介して基準電圧Ｖｒｖが印加され、−端子にＲＣフィルタ１２２ｂより出力される電圧Ｖｖが印加される。オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ｂは、電源電圧Ｖｃｃによって動作する。電圧Ｖｖが基準電圧Ｖｒｖよりも低い場合、オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ｂの比較信号ＶＯはハイインピーダンスとなり、電圧Ｖｖが基準電圧Ｖｒｖよりも高い場合にはオープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ｂの比較信号ＶＯはＬｏｗレベルとなる。

オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ｃは、＋端子にマイクロコンピュータ１４０から信号ライン１２９ｃを介して基準電圧Ｖｒｗが印加され、−端子にＲＣフィルタ１２２ｃより出力される電圧Ｖｗが印加される。オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ｃは、電源電圧Ｖｃｃによって動作する。電圧Ｖｗが基準電圧Ｖｒｗよりも低い場合、オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ｃの比較信号ＷＯはハイインピーダンスとなり、電圧Ｖｗが基準電圧Ｖｒｗよりも高い場合にはオープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ｃの比較信号ＷＯはＬｏｗレベルとなる。

尚、オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３ａ、１２３３ｂ、１２３３ｃの各比較信号ＵＯ、ＶＯ、ＷＯは、ワイヤードＯＲによって接続点Ｐに接続される。接続点Ｐから各比較信号ＵＯ、ＶＯ、ＷＯを合成して得られる合成出力信号が検出信号ＤＥＴとして、ドライバ回路１２５に入力される。

＝＝＝マイクロコンピュータ＝＝＝
マイクロコンピュータ１４０の構成について、図２を参照して説明する。
シャント抵抗Ｒｕに流れる電流と、スイッチング素子Ｑ４とシャント抵抗Ｒｕの接続点ｎａに発生する電圧（シャント抵抗検出電圧）との関係は、例えば、図３の実線ａに示すように、オームの法則に基づいて、シャント抵抗Ｒｕの抵抗値に応じた傾きを有する比例直線となる。よって、図３ａに示す、シャント抵抗Ｒｕの抵抗値に応じた、シャント抵抗Ｒｕに流れる電流と、接続点ｎａに発生する電圧との関係に基づいて、接続点ｎａに発生する電圧の値から、シャント抵抗Ｒｕに流れる電流の値を検出することが出来る。言い換えると、図３ａに示す関係に基づき、基準電流の値を電圧の値に変換して基準電圧の値（初期値）とすることが出来る。尚、ここで、基準電流とは、過電流保護機能を実行させるか否かを判断するための基準とする大きさの電流である。つまり、基準電流は、スイッチング回路１２１に流れる電流が基準電流より大きい場合を過電流とするための閾値となる電流である。

しかし、接続点ｎａに発生する電圧の実測値は、シャント抵抗Ｒｕをインバータ装置１００に組み込む際の配線パターン等に応じ、配線インピーダンスによる電圧降下の影響（図３破線ｂ）や、シャント抵抗Ｒｕに流れる電流が０Ａのときに伝送系等によって発生するオフセット電圧の影響（図３一点鎖線ｃ）を受ける場合がある。この場合、シャント抵抗Ｒｕに流れる電流と、接続点ｎａに発生する電圧の実測値と、は例えば、図３の実線ｄに示す関係となるため、図３の実線ａに示す関係と一致しない。よって、図３の実線ａに示す関係に基づいて設定された基準電圧（初期値）は、接続点ｎａに発生する電圧の実測値との関係においては、基準電流の値に対応する電圧の値とならない。よって、図３の実線ａに示す関係に基づいて設定された基準電圧（初期値）と、接続点ｎａに発生する電圧の実測値とを比較して過電流を検出する、過電流検出回路１２３では、過電流の検出に誤差が生じる場合がある。尚、シャント抵抗Ｒｖ、Ｒｗに関しても同様である。

そこで、マイクロコンピュータ１４０は、例えば、インバータ装置１００の製品出荷前や初期設定時のキャリブレーション運転の際等に、電流値が予め定められている複数の設定電流をそれぞれ個別にシャント抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗに流したときに、スイッチング素子Ｑ４とシャント抵抗Ｒｕの接続点ｎａ、スイッチング素子Ｑ５とシャント抵抗Ｒｖの接続点ｎｂ、スイッチング素子Ｑ６とシャント抵抗Ｒｗの接続点ｎｃにそれぞれ発生する複数の電圧の実測値をモニターする。そして、設定電流とモニターした電圧とに基づいて、シャント抵抗Ｒｕに流れる電流と接続点ｎａに発生する電圧の実測値との関係、シャント抵抗Ｒｖに流れる電流と接続点ｎｂに発生する電圧の実測値との関係、シャント抵抗Ｒｗに流れる電流と接続点ｎｃに発生する電圧の実測値との関係を求める。求めたそれぞれの関係から、接続点ｎａ、ｎｂ、ｎｃに発生する電圧の実測値との関係において、基準電流の大きさに対応する基準電圧Ｖｒｕ、Ｖｒｖ、Ｖｒｖを過電流検出回路１２３に出力し、過電流検出回路１２３の過電流検出誤差を校正する回路である。

尚、本実施形態に係る保護回路が、端子Ｕから入力される電流に関して行う処理を、以下、Ｕ相についての処理と称する。また、本実施形態に係る保護回路が、端子Ｖから入力される電流に関して行う処理を、以下、Ｖ相についての処理と称する。また、本実施形態に係る保護回路が、端子Ｗから入力される電流に関して行う処理を、以下、Ｗ相についての処理と称する。

また、図２に示す、ＤＶｓ０（Ｄｖｓ１）は、本実施形態に係る保護回路がＵ相についての処理を行う場合、モニター電圧データＤＶｓｕ０（ＤＶｓｕ１）を示し、Ｖ相についての処理を行う場合、モニター電圧データＤＶｓｖ０（ＤＶｓｖ１）を示し、Ｗ相についての処理を行う場合、モニター電圧データＤＶｓｗ０（ＤＶｓｖｗ１）を示す。

また、図２に示す、ＤＶｒは、本実施形態に係る保護回路がＵ相についての処理を行う場合、基準電圧データＤＶｒｕを示し、Ｖ相についての処理を行う場合、基準電圧データＤＶｒｖを示し、Ｗ相についての処理を行う場合、基準電圧データＤＶｒｗを示す。

マイクロコンピュータ１４０は、アナログデジタル変換器４０１と、メモリ部４０２と、パラメータ演算部４０３（演算処理部）と、基準電圧演算部４０４（演算処理部）と、デジタルアナログ変換器４０５と、によって構成される。

アナログデジタル変換器４０１は、インバータ回路１２０の電圧モニター用端子Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗと接続される。アナログデジタル変換器４０１は、電圧モニター用端子Ｌｕから、モニター電圧Ｖｓｕ０及びモニター電圧Ｖｓｕ１が入力される。また、電圧モニター用端子Ｌｖから、モニター電圧Ｖｓｖ０及びモニター電圧Ｖｓｖ１が入力される。また、電圧モニター用端子Ｌｗから、モニター電圧Ｖｓｗ０及びモニター電圧Ｖｓｗ１が入力される。

ここで、モニター電圧Ｖｓｕ０（Ｖｓｕ１）とは、スイッチング回路１２１のスイッチング素子Ｑ４及びＱ２、又は、スイッチング素子Ｑ４及びＱ３のオンによって、電流値が予め定められている設定電流Ａｓ０（Ａｓ１）がシャント抵抗Ｒｕに流れた際に、接続点ｎａに発生する電圧が増幅回路１２４ａを介して出力されるモニター電圧である。また、モニター電圧Ｖｓｖ０（Ｖｓｖ１）とは、スイッチング回路１２１のスイッチング素子Ｑ５及びＱ１、又は、スイッチング素子Ｑ５及びＱ３のオンによって、電流値が予め定められている設定電流Ａｓ０（Ａｓ１）がシャント抵抗Ｒｖに流れた際に、接続点ｎｂに発生する電圧が増幅回路１２４ｂを介して出力されるモニター電圧である。また、モニター電圧Ｖｓｗ０（Ｖｓｗ１）とは、スイッチング回路１２１のスイッチング素子Ｑ６及びＱ１、又は、スイッチング素子Ｑ６及びＱ３のオンによって、電流値が予め定められている設定電流Ａｓ０（Ａｓ１）がシャント抵抗Ｒｗに流れた際に、接続点ｎｃに発生する電圧が増幅回路１２４ｃを介して出力されるモニター電圧である。

そして、アナログデジタル変換器４０１は、入力されたモニター電圧Ｖｓｕ０、Ｖｓｕ１、Ｖｓｖ０、Ｖｓｖ１、Ｖｓｗ０、Ｖｓｗ１をそれぞれデジタル値に変換し、モニター電圧データＤＶｓｕ０、Ｄｖｓｕ１、ＤＶｓｖ０、ＤＶｓｖ１、ＤＶｓｗ０、ＤＶｓｗ１をメモリ部４０２に格納する。

尚、本実施形態では、設定電流Ａｓ０は０Ａに設定され、モニター電圧データＤＶｓｕ０、ＤＶｓｖ０、ＤＶｓｗ０はそれぞれオフセット電圧としてメモリ部４０２に格納される。

メモリ部４０２は、アナログデジタル変換器４０１から入力されるモニター電圧データＤＶｓｕ０、ＤＶｓｕ１、ＤＶｓｖ０、ＤＶｓｖ１、ＤＶｓｗ０、ＤＶｓｗ１と、設定電流Ａｓ０、Ａｓ１のデジタル値に対応する設定電流データＤＡｓ０、ＤＡｓ１と、パラメータ演算部４０３が出力するパラメータＳｕ、Ｓｖ、Ｓｗと、基準電流の値のデジタル値であり、マイクロコンピュータ１４０の外部から入力される基準電流データＩＳＤと、を格納する。尚、メモリ部４０２は、例えば、電気的に一括消去して書き込み及び読み出しが可能な不揮発性フラッシュメモリや、１バイト単位で電気的に書き込み及び読み出しが可能な不揮発性ＥＥＰＲＯＭなどにより構成できる。

パラメータ演算部４０３は、メモリ部４０２に格納されるデータのうち、設定電流データＤＡｓ０、ＤＡｓ１と、モニター電圧データＤＶｓｕ０、ＤＶｓｕ１と、に基づいて、設定電流値の変化（ＤＡｓ１−ＤＡｓ０）に対するモニター電圧値の変化（ＤＶｓｕ１−ＤＶｓｕ０）の割合をパラメータＳｕとして算出し、メモリ部４０２へ格納する。同様に、設定電流データＤＡｓ０、ＤＡｓ１と、モニター電圧データＤＶｓｖ０、ＤＶｓｖ１と、に基づいて、パラメータＳｖを算出し、メモリ部４０２へ格納する。同様に、設定電流データＤＡｓ０、ＤＡｓ１と、モニター電圧データＤＶｓｗ０、ＤＶｓｗ１と、に基づいて、パラメータＳｗを算出し、メモリ部４０２へ格納する。

基準電圧演算部４０４は、メモリ部４０２に格納されるデータのうち、基準電流データＩＳＤと、パラメータＳｕ、Ｓｖ、Ｓｗと、モニター電圧データＤＶｓ０、ＤＶｖ０、ＤＶｗ０（オフセット電圧）と、から、シャント抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗに流れる電流と、接続点ｎａ、ｎｂ、ｎｃに発生する電圧の実測値と、の関係をそれぞれ求め、当該関係に基づいて、基準電流データＩＳＤに対応する電圧値である基準電圧データＤＶｒｕ、ＤＶｒｖ、ＤＶｒｗを出力する。

デジタルアナログ変換器４０５は、基準電圧演算部４０４が算出する基準電圧データＤＶｒｕ、ＤＶｒｖ、Ｄｖｒｗをそれぞれアナログ値の基準電圧Ｖｒｕ、Ｖｒｖ、Ｖｒｗに変換して電圧調整用端子Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗに出力する。

尚、例えば、マイクロコンピュータ１４０の不図示の制御によって、ドライバ回路１２５は、スイッチング回路１２１のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のそれぞれのソース−シンク電極間に設定電流Ａｓ０（Ａｓ１）が流れるように、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のそれぞれのベース電極に電流Ｉ０（Ｉ１）を供給する。これによって、設定電流Ａｓ０（Ａｓ１）はスイッチング回路１２１を介して、シャント抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗに流れ、接続点ｎａ、ｎｂ、ｎｃの電圧が設定電流Ａｓ０（Ａｓ１）に対応する電圧となる。

＝＝＝インバータ装置の演算処理動作＝＝＝
本実施形態に係る補正動作のため、例えば、インバータ装置１００の製品出荷前等に予め行われる、インバータ装置１００の演算処理動作に関し、図４を参照して説明する。

尚、図４において、破線で囲まれたＳ１０３〜Ｓ１０４、Ｓ１０８〜Ｓ１０９、Ｓ１１１〜Ｓ１１２はマイクロコンピュータ１４０側の処理を示し、Ｓ１１４はマイクロプロセッサ１４０の外部からマイクロプロセッサ１４０へ設定される処理を示し、その他のステップはインバータ回路１２０側の処理を示している。

また、図４のＳ１０１、Ｓ１０７に示す、スイッチング素子のベース電極は、Ｕ相についての処理の場合はスイッチング回路１２１のスイッチング素子Ｑ４及びＱ２、又は、スイッチング素子Ｑ４及びＱ３のベース電極を示し、Ｖ相についての処理の場合はスイッチング回路１２１のスイッチング素子Ｑ５及びＱ１、又は、スイッチング素子Ｑ５及びＱ３のベース電極を示し、Ｗ相についての処理の場合はスイッチング回路１２１のスイッチング素子Ｑ６及びＱ２、又は、スイッチング素子Ｑ６及びＱ１のベース電極を示す。

また、図４のＳ１０３（Ｓ１０８）に示す、モニター電圧Ｖｓ０（Ｖｓ１）は、Ｕ相についての処理の場合はモニター電圧Ｖｓｕ０（Ｖｓｕ１）を示し、Ｖ相についての処理の場合はモニター電圧Ｖｓｖ０（Ｖｓｖ１）を示し、Ｗ相についての処理の場合はモニター電圧Ｖｓｗ０（Ｖｓｖｗ１）を示す。

また、図４のＳ１０４、Ｓ１１１（Ｓ１０９、Ｓ１１１）に示す、モニター電圧データＤＶｓ０（Ｄｖｓ１）は、Ｕ相についての処理の場合はモニター電圧データＤＶｓｕ０（ＤＶｓｕ１）を示し、Ｖ相についての処理の場合はモニター電圧データＤＶｓｖ０（Ｄｖｓｖ１）を示し、Ｗ相についての処理の場合はモニター電圧データＤＶｓｗ０（ＤＶｓｗ１）を示す。

また、図４のＳ１１１、Ｓ１１２に示す、パラメータＳは、Ｕ相についての処理の場合はパラメータＳｕを示し、Ｖ相についての処理の場合はパラメータＳｖを示し、Ｗ相についての処理の場合はパラメータＳｗを示す。

また、図４においては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相についての処理をＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に行うこととするが、いずれの相に対する処理から行われても良い。

まず、インバータ装置１００の演算処理動作開始によって、マイクロコンピュータ１４０からドライバ回路１２５に、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のベース電極に電流Ｉ０を供給させる指示が送られる（Ｓ１０１）。
次に、Ｕ相についての処理に対応する、スイッチング回路１２１のスイッチング素子のベース電極に、ドライバ回路１２５から電流Ｉ０が供給される（Ｓ１０２）。
次に、マイクロコンピュータ１４０にモニターされたモニター電圧Ｖｓ０が、アナログデジタル変換器４０１によって、デジタル値のモニター電圧データＤＶｓ０に変換される（Ｓ１０３）。
次に、Ｓ１０３において得られたモニター電圧データＤＶｓ０がオフセット電圧としてメモリ部４０２に格納される（Ｓ１０４）。

次に、Ｖ相についてのモニター電圧ＤＶｓ０がオフセット電圧としてメモリ部４０２に格納されていない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｖ相についてＳ１０２〜Ｓ１０４の処理が行われる。
次に、Ｗ相についてのモニター電圧ＤＶｓ０がオフセット電圧としてメモリ部４０２に格納されていない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｗ相についてＳ１０２〜Ｓ１０４の処理が行われる。
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相各相についてのモニター電圧ＤＶｓ０がそれぞれメモリ部４０２に格納されると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ１４０からドライバ回路１２５に、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のベース電極に電流Ｉ１を供給させる指示が送られる（Ｓ１０６）。
次に、Ｕ相についての処理に対応する、スイッチング回路１２１のスイッチング素子のベース電極に、ドライバ回路１２５から電流Ｉ１が供給される（Ｓ１０７）。

次に、マイクロコンピュータ１４０にモニターされたモニター電圧Ｖｓ１が、アナログデジタル変換器４０１によって、デジタル値のモニター電圧データＤＶｓ１に変換される（Ｓ１０８）。
次に、Ｓ１０８において得られたモニター電圧データＤＶｓ１がメモリ部４０２に格納される（Ｓ１０９）。
次に、Ｖ相についてのモニター電圧ＤＶｓ１がメモリ部４０２に格納されていない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、Ｖ相についてＳ１０７〜Ｓ１０９の処理が行われる。
次に、Ｗ相についてのモニター電圧ＤＶｓ１がメモリ部４０２に格納されていない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、Ｗ相についてＳ１０７〜Ｓ１０９の処理が行われる。

Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相各相についてのモニター電圧ＤＶｓ１がそれぞれメモリ部４０２に格納されると（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、パラメータ演算部４０３によって、Ｕ相について、メモリ部４０２に格納されたデータから、つぎの演算式（１）の演算処理が行われ、パラメータＳが算出される（Ｓ１１１）。
Ｓ＝（ＤＶｓ１−ＤＶｓ０）／Ａｓ１ ・・・（１）
そして、Ｓ１１１において得られたパラメータＳがメモリ部４０２に格納される（Ｓ１１２）。

次に、Ｖ相についてのパラメータＳがメモリ部４０２に格納されていない場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、Ｖ相について、Ｓ１１１〜Ｓ１１２の処理が行われる。
次に、Ｗ相についてのパラメータＳがメモリ部４０２に格納されていない場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、Ｗ相について、Ｓ１１１〜Ｓ１１２の処理が行われる。

Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相各相についてのパラメータＳがそれぞれメモリ部４０２に格納されると（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、メモリ部４０２に、マイクロコンピュータ１４０の外部から、任意に設定される基準電流の値のデジタル値である基準電流データＩＳＤが入力される（Ｓ１１４）。Ｓ１１４において入力された基準電流データＩＳＤがメモリ部４０２に格納され（Ｓ１１５）、インバータ装置１００演算処理動作を終了する。

＝＝＝インバータ装置の補正動作＝＝＝
本実施形態に係る、インバータ装置１００の基準電圧補正動作について、図５、図６を参照して説明する。

尚、図５において、破線で囲まれるＳ２０１〜Ｓ２０５は、インバータ装置１００によるモータ１３０の通常駆動制御を行う前のイニシャライズ動作を示す処理である。本実施形態に係る、インバータ装置１００は、セット電源投入直後のイニシャライズ動作時に、マイクロコンピュータ１４０により補正された基準電圧Ｖｒｕ、Ｖｒｖ、Ｖｒｗがそれぞれ過電流検出回路１２３へ供給される。

また、図５のＳ２０２、Ｓ２０３に示す、基準電圧データＤＶｒは、Ｕ相についての処理の場合は基準電圧データＤＶｒｕを示し、Ｖ相についての処理の場合は基準電圧データＤＶｒｖを示し、Ｗ相についての処理の場合は基準電圧データＤＶｒｗを示す。

また、図５のＳ２０２に示す、パラメータＳは、Ｕ相についての処理の場合はパラメータＳｕを示し、Ｖ相についての処理の場合はパラメータＳｖを示し、Ｗ相についての処理の場合はパラメータＳｗを示す。

また、図５のＳ２０２に示す、ＤＶｓ０は、Ｕ相についての処理の場合はＤＶｓｕ０を示し、Ｖ相についての処理の場合はＤＶｓｖ０を示し、Ｗ相についての処理の場合はＤＶｓｗ０を示す。

また、図５のＳ２０３に示す、電圧調整用端子Ｍは、Ｕ相についての処理の場合は電圧調整用端子Ｍｕを示し、Ｖ相についての処理の場合は電圧調整用端子Ｍｖを示し、Ｗ相についての処理の場合は電圧調整用端子Ｍｗを示す。

また、図５においては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相についての処理をＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に行うこととするが、いずれの相に対する処理から行われても良い。

先ず、インバータ装置１００の駆動開始により、マイクロコンピュータ１４０のセット電源が投入される（Ｓ２０１）。次に、Ｕ相についての処理に対応する、前述のキャリブレーション運転によってメモリ部４０２に格納されたデータから、基準電圧演算部４０４により、つぎの演算式（２）に基づいて基準電圧データＤＶｒが算出される（Ｓ２０２）。
ＤＶｒ＝ＩＳＤ×Ｓ＋ＤＶｓ０ ・・・（２）
そして、Ｓ２０２においてえられた基準電圧データＤＶｒは、マイクロコンピュータ１４０のデジタルアナログ変換器４０５によって、アナログ値の基準電圧Ｖｒに変換され、端子Ｍに出力される（Ｓ２０３）。

次に、Ｖ相についての基準電圧Ｖｒが端子Ｍに出力されていない場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、Ｖ相について、Ｓ２０２〜Ｓ２０３の処理が行われる。
次に、Ｗ相についての基準電圧Ｖｒが端子Ｍに出力されていない場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、Ｗ相について、Ｓ２０２〜Ｓ２０３の処理が行われる。

Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相各相についての基準電圧Ｖｒがそれぞれ端子Ｍに出力されると（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、インバータ装置１００のその他のイニシャライズ処理が行われる（Ｓ２０５）。Ｓ２０５のイニシャライズ処理が終了すると、インバータ装置１００によって、補正された基準電圧Ｖｒに基づく、モータ１３０の通常駆動制御が行われる（Ｓ２０６）。その後、マイクロコンピュータ１４０の電源がＯＦＦされて（Ｓ２０７）、インバータ装置１００のモータ１３０の通常駆動制御を終了する。

ここで、例えば、設定電流Ａｓ０の値を０Ａ、設定電流Ａｓ１の値を１５Ａ、基準電流の値を３５Ａとした場合に得られる、シャント抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗに流れる電流と、モニター電圧Ｖｓｕ、Ｖｓｖ、Ｖｓｗとの関係の一例を、それぞれ、図６の直線Ｕ、Ｖ、Ｗに示す。

尚、パラメータ演算部４０３によって算出されるパラメータＳｕ、Ｓｖ、Ｓｗに基づいて、配線インピーダンス成分の影響を考慮した、直線Ｕ、Ｖ、Ｗの傾きに相当する値が得られる。
また、インバータ回路１２０に流れる電流を０Ａとすることで、モニター電圧Ｖｓｕ０、Ｖｓｖ０、Ｖｓｗ０からオフセット電圧が得られる。

よって、パラメータＳｕ、Ｓｖ、Ｓｗと、モニター電圧データＤＶｓｕ０、ＤＶｓｖ０、ＤＶｓｗ０と、から、直線Ｕ、Ｖ、Ｗを示す関数が算出できる。この、直線Ｕ、Ｖ、Ｗを示す関数に基づいて、基準電流データＩＳＤに対応する、基準電圧データＤＶｒｕ、ＤＶｒｖ、Ｄｖｒｗが求められるため、接続点ｎａ、ｎｂ、ｎｃにそれぞれ発生する電圧の実測値との関係において、基準電流の値に対応する基準電圧Ｖｒｕ、Ｖｒｖ、Ｖｒｖを求めることができる。過電流検出回路１２３は、接続点ｎａ、ｎｂ、ｎｃに発生する電圧がそれぞれＲＣフィルタ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを介してなる電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗと、基準電圧Ｖｒｕ、Ｖｒｖ、Ｖｒｖと、比較することで、過電流検出誤差を補正することが出来る。

以上より、本実施形態に係る保護回路を備える、インバータ装置１００では、マイクロコンピュータ１４０によって、過電流検出回路１２３の過電流検出の基準とする基準電圧を、スイッチング回路１２１とシャント抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗの接続点ｎａ、ｎｂ、ｎｃに発生する電圧の実測値との関係において、基準電流の値を示す電圧の値となるように補正する。よって、過電流検出回路１２３の過電流検出誤差を校正することが可能となり、過電流保護機能の精度を向上させることが出来る。

また、本実施形態に係る保護回路を備える、インバータ装置１００は、複数相の電流それぞれの過電流検出を、複数のシャント抵抗を用いて行う場合であっても、複数のシャント抵抗に流れる電流と複数のシャント抵抗が検出する電圧の実測値との関係を個別に求め、各相について個別に基準電圧を補正することが出来る。よって、複数相の間で、過電流保護機能を実行させるタイミングのずれを生じさせず、過電流保護機能の精度を向上させることが出来る。

また、本実施形態に係る過電流検出回路１２３は、オープンコレクタ出力コンパレータ１２３３を含んで構成され、過電流保護機能は検出信号ＤＥＴがドライバ回路１２５に入力されることで実現される。このように、本実施形態に係るインバータ装置１００では、演算処理を経由するソフト的な処理によらず、検出信号ＤＥＴによる過電流検出を契機に直接過電流保護動作を行うことが出来るため、過電流保護動作の高速化が可能となる。

＜＜絶縁金属基板技術を用いた半導体装置＞＞
＝＝＝半導体装置＝＝＝
図７は、絶縁金属基板技術を用いた半導体装置１０の構造を示した図である。尚、図７（ａ）は半導体装置１０の断面図であり、図７（ｂ）は半導体装置１０の正面図である。また、図８は、図７に示した半導体装置１０の斜視図である。

ケース材３は、４枚の側壁３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄで取り囲まれた四角い筒が形成され、下側（紙面Ｃ−Ｃ’軸のＣ’に向かう方向）の開口部２０と上側（紙面Ｃ−Ｃ’軸のＣに向かう方向）の開口部２１が設けられる。

ケース材３の側壁３Ｃ、３Ｄの内側において、開口部２０から若干上がった位置に、ケース材３の内側に向かった凸部２２が設けられる。また、ケース材３の側壁３Ｃ、３Ｄの内側において、開口部２１から若干下がった位置に、第２の基板２の側面側の裏面（紙面Ｃ−Ｃ’軸のＣ’に向かう方向の面）と当接する当接部２３が設けられる。

一方、ケース材３の側壁３Ａ、３Ｂの内側において、ねじ止め孔２４を確保するため、第２の基板２の裏面（紙面Ｃ−Ｃ’軸のＣ’に向かう方向の面）と当接させる当接部２５と、第２の基板２の紙面Ｂ−Ｂ’軸の方向に向けて離間させる離間部２６が設けられる。離間部２６を介して、第２の基板２と第１の基板１Ａの間の空間に発生する熱は、外部に放出される。尚、循環作用を得るために、離間部２６は少なくとも２つ形成されることが好ましい。

ベース基板１Ｂ、第１の基板１Ａは、導電材料、例えばＣｕ、ＡｌまたはＦｅを主材料とするもの、またはそれらの合金により構成される。また、熱伝導性の優れた材料より成り、窒化アルミニウム、窒化ボロン等の絶縁材料でも良い。一般にはコストの観点によりＣｕ、Ａｌが採用され、両者ともに、導電性があるため、絶縁処理が必要になる。尚、以下では、ベース基板１Ｂ、第１の基板１Ａは、Ａｌを採用したものとして説明する。

ベース基板１Ｂの表面（紙面Ｃ−Ｃ’軸のＣに向かう方向の面）には、ベース基板１Ｂよりもサイズの小さい第１の基板１Ａが絶縁性接着剤２７により固定される。尚、ベース基板１Ｂ、第１の基板１Ａの表裏両面は、傷防止のために陽極酸化膜が施されている。

第１の基板１Ａは、表面の陽極酸化膜の上に絶縁被膜２８が被覆され、この上にＣｕからなる第１の導電パターン７が形成される。第１の導電パターン７は、アイランド、配線、電極パッド等から成る。例えば、第１の導電パターン７のアイランドには、パワー半導体デバイス４としてのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を含むインバータ回路１２０が電気的に接続される。他には、ダイオード、抵抗、コンデンサ等が、第１の基板１Ａに実装される。

第１の基板１Ａの側面（紙面Ａ−Ａ’軸のＡ、Ａ’側にある面）の側にはリード固着用のパッドが設けられ、外部リード２９をロウ材によって固着させる。外部リード２９は、ケース材３の頭部から飛び出すような長さで、実装基板のスルーホール３２に挿入される。

ベース基板１Ｂの表面に固定された第１の基板１Ａは、ケース材３の下側（紙面Ｃ−Ｃ’軸のＣ’に向かう方向）の開口部２９に嵌合される。ケース材３の側壁３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの内側にはＬ字型の段差が設けられ、ベース基板１Ｂの側面（紙面Ａ−Ａ’軸のＡ、Ａ’側にある面と、紙面Ｂ−Ｂ’軸のＢ、Ｂ’側にある面）並びに表面（紙面Ｃ−Ｃ’軸のＣに向かう方向の面）が当接して固着される。よって、ケース材３と嵌合された第１の基板１Ａによって、開口部２９は封止される。尚、上記のとおり、第２の基板２はケース材３の側壁３Ｃ、３Ｄに保持されるので、第１の基板１Ａと第２の基板２は平行に並列配置される。

第２の基板２は、樹脂製の基板より成り、例えばプリント基板と呼ばれるガラスエポキシ基板が好ましい。第２の基板２の表面（紙面Ｃ−Ｃ’軸のＣに向かう方向の面）には、少なくとも一層以上の第２の導電パターン３０が形成されている。第２の導電パターン３０は、第１の導電パターン７と同様に、アイランド、配線、電極パッド等から成る。例えば、第２の導電パターン３０の一つのアイランドには、インバータ回路１２０の動作を制御するためのマイクロコンピュータ１４０やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の集積回路３１が電気的に接続される。マイクロコンピュータ１４０やＤＳＰなどの集積回路３１は、熱の影響を避けることが望ましいため、インバータ回路１２０を配置する基板とは異なる基板に配置することにより、正確な動作を行うことが可能となる。他には、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等が第２の基板２に実装される。

尚、第２の基板２がケース材２に設けられる前に、第１の基板１Ａに実装された回路部品を完全に封止する樹脂がポッティングなどで設けられる。また、必要に応じて、第２の基板２に実装された回路部品を完全に封止する樹脂が設けられる。第２の基板２の側辺近傍には、外部リード２９を挿入するスルーホール３２が設けられる。スルーホール３２によって、第１の基板１Ａに実装された回路と、第２の基板２に実装された回路が電気的に接続される。

図１に示したインバータ回路１２０は、図７、図８に示した絶縁金属基板技術を用いた半導体装置１０として実現できる。図９は、半導体装置１０の主要な回路部品の実装例を示した図である。尚、図９（ａ）は、第１の基板１Ａの実装例を示した図であり、図９（ｂ）は、第２の基板２の実装例を示した図である。尚、本実装例では、第１の基板１Ａが金属基板であり、第２の基板２がプリント基板であることとする。

図９（ａ）に示すように、第１の基板１Ａ上では、インバータ回路１２０が少なくとも実装されている。そして、電圧モニター用端子Ｌｕ、Ｌｖ、Ｌｗや電圧調整用端子Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗ等が、図７に示された外部リード２９として実現される。尚、第１の基板１Ａは熱伝導性の良い金属基板であるため、シャント抵抗Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗの温度特性のばらつきを考慮する必要性が少なくなり、過電流保護を適切に行えることになる。

また、図９（ｂ）に示すように、第２の基板２上では、マイクロコンピュータ１４０やＤＳＰなどの集積回路３１として制御回路２００が実装される。このように、制御回路２００に関しては、半導体装置１０の全体的な制御を司る一番重要な回路部品であるため、第１の基板１Ａに実装された回路部品とは別の第２の基板２の方に実装することが好ましい。この結果、制御回路２００は、第１の基板１Ａに実装されたスイッチング回路１２１及びドライバ回路１２５の温度上昇の影響を受けずに済む。尚、ケース材３は必ずしも制御回路２００を配置した第２の基板２を第１の基板１Ａとともに保持しなくても良い。制御回路２００をケース材３とは異なるケース材（不図示）で保持しても良い。

また、第１の基板１Ａの熱膨張によるケース材３の変形や、第１の基板１Ａに実装された回路部品より発する熱による第２の基板２の変形を考慮して、第１の基板１Ａ、第２の基板２において一番湾曲する中心位置からずらして回路部品を実装することが好ましい。

＝＝＝半導体装置の適用例＝＝＝
半導体装置１０（以下、インバータ回路モジュール６０と呼ぶ）は、例えば、図１０に示すエアコン室外機５０（筐体）に取り付けられる。尚、図１０は、インバータ回路モジュール６０を用いたエアコン室外機５０の内部構造を示した図である。
エアコン室外機５０は、ファン５１、フレーム５２、コンプレッサ５３、放熱フィン５５、そしてインバータ回路モジュール６０を備えている。

ファン５１は、空気循環を行うものであり、裏側（紙面Ｙ軸の負方向）には熱交換器がある。フレーム５２は、ファン５１と隣接して紙面Ｘ軸の正方向に並列に配置される。フレーム５２の中敷板５２Ａの下側（紙面Ｚ軸の負方向）にはコンプレッサ５３が設けられ、フレーム５２の中敷板５２Ａの上側（紙面Ｚ軸の正方向）には、回路部品が実装されたプリント基板等が取り付けられる。

さらに、フレーム５２の紙面Ｘ軸の負方向側の側壁板５４には、インバータ回路モジュール６０が実装される。尚、インバータ回路モジュール６０は、第２の基板２側がフレーム５２の側壁板５４と向かい合うように取り付けられる。また、インバータ回路モジュール６０のベース基板１Ｂ側には、放熱フィン５５が取り付けられる。

図１０に示す符号５６は、空気が暖められて上昇するために発生する気流路Ａ〜Ｂを示している。放熱フィン５５の溝は、気流路Ａ〜Ｂに沿った方向（紙面Ｚ軸方向）に設けられる。従って、インバータ回路モジュール６０の方にも、図８に示す気流路Ａ〜Ｂに沿った切欠部が設けられていれば、更に放熱性が向上することになる。尚、図８に示される符号７０〜７３は、図１０に示す気流路Ａ〜Ｂに沿った切欠部の一例を示している。

以上、本実施の形態について説明したが、前述した実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。

例えば、上記実施形態では、過電流保護機能を持つ回路、回路モジュールとして、インバータ回路１２０、インバータ回路モジュール６０の場合を例に挙げたが、その他に、モータドライバとその回路モジュール、オーディオ機器向けの信号処理回路とその回路モジュールや、プラズマディスプレイ向けの表示駆動回路とその回路モジュール等、過電流保護機能を持つ必要がある回路、回路モジュールであればよい。

また、インバータ回路モジュール６０の適用例として、エアコン室外機５０を例に挙げたが、洗濯機、冷蔵庫、自動車、ロボット、ＦＡ（Ｆｒｅｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）工作機等、各産業界においてインバータ制御が必要な電気機器に適用することができる。

本実施形態に係る保護回路を含むインバータ装置の構成例を示す図である。 図１に示すマイクロコンピュータの構成例を示す図である。 シャント抵抗に流れる電流とシャント抵抗が検出する電圧の関係を示す図である。 本実施形態に係るインバータ装置の演算処理動作例を示す図である。 本実施形態に係るインバータ装置の補正動作例を示す図である。 本実施形態に係るインバータ回路に流れる電流とモニター電圧の関係を示す図である。 （ａ）は本実施形態に係る半導体装置の断面図であり（ｂ）は本実施形態に係る半導体装置の表面図である。 図７に示す半導体装置の斜視図である。 （ａ）は図７に示す半導体装置の第１の基板の実装例を示した図であり（ｂ）は、図７に示す半導体装置の第２の基板の実装例を示した図である。 本実施形態に係るインバータ回路モジュールを用いたエアコン室外機の内部構造を示した図である。

符号の説明

Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗ シャント抵抗
１２３ 過電流検出回路
１２５ ドライバ回路
１４０ マイクロコンピュータ
１Ａ 第１の基板
２ 第２の基板
３ ケース材
１０ 半導体装置
３１ 集積回路
６０ インバータ回路モジュール
５０ エアコン室外機

Claims (6)

1. 被保護回路を流れる電流を電圧として検出する検出抵抗と、
   前記被保護回路を流れる設定電流と、前記設定電流に対応して前記検出抵抗に発生する実測電圧と、に基づいて、前記被保護回路を過電流から保護するための基準電圧の値を補正する補正回路と、
   前記実測電圧と前記基準電圧とを比較し、前記実測電圧が前記基準電圧を超えたか否かを検出する過電流検出回路と、
   前記過電流検出回路において前記実測電圧が前記基準電圧を超えた場合、前記被保護回路を過電流から保護するべく制御する制御回路と、
   を備えることを特徴とする保護回路。
2. 前記補正回路は、
   前記被保護回路を個別に流れる複数の設定電流と、前記複数の設定電流に対応して前記検出抵抗に個別に発生する複数の実測電圧と、に基づいて、前記検出抵抗を流れる電流及び前記検出抵抗に発生する電圧の関係を求め、前記関係に基づいて前記基準電圧を補正する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
3. 前記補正回路は、
   前記関係に基づいて、初期値として用意される前記基準電圧を補正する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の保護回路。
4. 被保護回路を流れる複数の電流を複数の電圧として検出する複数の検出抵抗と、
   前記被保護回路を流れる複数の設定電流と、前記複数の設定電流に対応して前記複数の検出抵抗に発生する複数の実測電圧と、に基づいて、前記被保護回路を過電流から保護するための複数の基準電圧を個別に補正する補正回路と、
   前記複数の実測電圧と前記複数の基準電圧とをそれぞれ比較し、一以上の前記実測電圧が対応する前記基準電圧を超えたか否かを検出する過電流検出回路と、
   前記過電流検出回路において一以上の前記実測電圧が対応する前記基準電圧を超えた場合、前記被保護回路を過電流から保護するべく制御する制御回路と、
   を備えることを特徴とする保護回路。
5. 表面に導電パターンを有する基板と、
   前記導電パターンに電気的に接続され前記基板上に配置される一以上の集積回路と、
   前記基板を保持するケースと、を備え、
   前記集積回路は、
   被保護回路と、
   前記被保護回路を流れる電流を電圧として検出する検出抵抗と、
   前記被保護回路を流れる設定電流と、前記設定電流に対応して前記検出抵抗に発生する実測電圧と、に基づいて、前記被保護回路を過電流から保護するための基準電圧の値を補正する補正回路と、
   前記実測電圧と前記基準電圧とを比較し、前記実測電圧が前記基準電圧を超えたか否かを検出する過電流検出回路と、
   前記過電流検出回路において前記実測電圧が前記基準電圧を超えた場合、前記被保護回路を過電流から保護するべく制御する制御回路と、を含む、
   ことを特徴とする半導体装置。
6. 表面に導電パターンを有する基板と、
   前記導電パターンに電気的に接続され前記基板上に配置される一以上の集積回路と、
   前記基板を保持するケースと、
   前記ケースが内部に配置される筐体と、を備え、
   前記集積回路は、
   被保護回路と、
   被保護回路を流れる電流を電圧として検出する検出抵抗と、
   前記被保護回路を流れる設定電流と、前記設定電流に対応して前記検出抵抗に発生する実測電圧と、に基づいて、前記被保護回路を過電流から保護するための基準電圧の値を補正する補正回路と、
   前記実測電圧と前記基準電圧とを比較し、前記実測電圧が前記基準電圧を超えたか否かを検出する過電流検出回路と、
   前記過電流検出回路において前記実測電圧が前記基準電圧を超えた場合、前記被保護回路を過電流から保護するべく制御する制御回路と、を含む、
   ことを特徴とする電気機器。

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