JP2013062730A - パワーモジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パワーモジュール100は、半導体デバイス10のIGBT11を駆動する駆動回路20と、IGBT11のコレクタ電流がトリップレベルに達したときにIGBT11の保護動作を行う保護回路30と、駆動回路20に供給される制御電源電圧VDを検出する制御電源電圧検出回路40とを備える。保護回路30は、制御電源電圧VDが所定値よりも低くなると、センス抵抗を抵抗R1から抵抗R1,R2の直列回路に切り替えることで、トリップレベルを下げる。
【選択図】図4
Description
まず、半導体デバイスが活性動作したときに生じる熱破壊の問題を、IGBTを例にして説明する。
図6は、実施の形態2に係るパワーモジュール100の構成図である。当該パワーモジュール100は、半導体デバイス10、駆動回路20、保護回路30、コレクタ・エミッタ間電圧検出回路(VCE検出回路)50および抵抗R1,R2を備えている。
図8は、実施の形態3に係るパワーモジュール100の構成図であり、図9は、そのパワーモジュール100が備える保護回路30およびコレクタ・エミッタ間電圧検出回路50の構成図である。
図10は、実施の形態4に係るパワーモジュール100の構成図である。当該パワーモジュール100は、半導体デバイス10、駆動回路20、保護回路30、電源切替回路60、センス抵抗である抵抗R、および内部電源102を備えている。半導体デバイス10および駆動回路20は、図4に示したものと同様であるので説明は省略する。
図12は、実施の形態5に係るパワーモジュール100の構成図である。当該パワーモジュール100は、半導体デバイス10、駆動回路20、保護回路30、センス抵抗である抵抗R、一方向性素子であるダイオード71,72および内部電源102を備えている。
以上の各実施の形態では、IGBT11とそれに接続した逆並列ダイオード12とから成る半導体デバイス10を示したが、半導体デバイス10の構成はこれに限られない。例えば、スイッチング素子として、IGBT11に代えてMOSFETやバイポーラトランジスタを用いてもよい。また半導体デバイス10として、逆並列ダイオードを内蔵するRC−IGBT(Reverse Conducting Insulated Gate Bipolar Transistor )を用いてもよい。
Claims (11)
- 半導体デバイスと、
前記半導体デバイスを駆動する駆動回路と、
前記半導体デバイスの主電極間に流れる主電流を検出し、当該主電流がトリップレベルに達したときに前記半導体デバイスの保護動作を行う保護回路と、
前記半導体デバイスが活性動作することを検出する活性動作検出手段と、
前記半導体デバイスが活性動作することが検出されると、前記トリップレベルを下げるトリップレベル切替回路とを備える
ことを特徴とするパワーモジュール。 - 前記活性動作検出手段は、前記駆動回路に供給される制御電源電圧が所定値よりも低下したことを検出する制御電源電圧検出回路であり、
前記トリップレベル切替回路は、前記制御電源電圧が所定値よりも低い場合に、前記トリップレベルを下げる
請求項1記載のパワーモジュール。 - 前記活性動作検出手段は、前記半導体デバイスの前記主電極間にかかる主電圧が所定値よりも高いことを検出する主電圧検出回路であり、
前記トリップレベル切替回路は、前記主電圧が所定値よりも高い場合に、前記トリップレベルを下げる
請求項1記載のパワーモジュール。 - トリップレベル切替回路は、前記駆動回路の制御信号に基づいて前記半導体デバイスのオン期間を検出し、前記半導体デバイスのオン期間であり且つ前記主電圧が所定値よりも高い場合に、前記トリップレベルを下げる
請求項3記載のパワーモジュール。 - 半導体デバイスと、
前記半導体デバイスを駆動する駆動回路と、
前記半導体デバイスの主電極間に流れる主電流を検出し、当該主電流がトリップレベルに達したときに前記半導体デバイスの保護動作を行う保護回路と、
外部電源からの外部電源電圧を受ける外部電源入力端子と、
内部電源電圧を生成する内部電源と、
前記外部電源電圧および前記内部電源電圧を、選択的に、制御電源電圧として前記駆動回路に供給する電源選択手段とを備える
ことを特徴とするパワーモジュール。 - 前記電源選択手段は、前記外部電源電圧および前記内部電源電圧を切り替えて、制御電源電圧として前記駆動回路に供給する電源切替回路であり、
前記電源切替回路は、前記外部電源電圧が所定値よりも低下した場合に、前記内部電源電圧を前記駆動回路に供給する
請求項5記載のパワーモジュール。 - 前記電源選択手段においては、前記外部電源電圧および前記内部電源電圧のうち高い方が、制御電源電圧として前記駆動回路に供給される
請求項5記載のパワーモジュール。 - 前記電源選択手段は、
前記外部電源電圧を前記駆動回路に供給する第1の一方向性素子と、
前記内部電源電圧を前記駆動回路に供給する第2の一方向性素子とを含む
請求項7記載のパワーモジュール。 - 前記半導体デバイスは、IGBT、RC−IGBT、MOSFET、バイポーラトランジスタのいずれかを含む
請求項1から請求項8のいずれか一項記載のパワーモジュール。 - 前記半導体デバイスは、ワイドバンドギャップ半導体により形成されたスイッチング素子を含む
請求項1から請求項8のいずれか一項記載のパワーモジュール。 - 前記半導体デバイスは、スイッチング素子とそれに逆並列に接続したダイオードを含んでおり、
前記スイッチング素子およびダイオードの少なくとも片方がワイドバンドギャップ半導体により形成されている
請求項1から請求項8のいずれか一項記載のパワーモジュール。
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