JP2020114144A - パワーモジュール - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、前提技術のモニター回路100の構成図である。モニター回路100は、マイコンにより構成され、パワーデバイス20の電圧および電流の異常を検出する。パワーデバイス20は、例えばIGBTおよびダイオードなどの半導体チップ21を備えている。半導体チップ21は制御信号を取得して出力信号を出力する。
<B−1.構成>
図2は、実施の形態1のパワーモジュール201の構成を示すブロック図である。パワーモジュール201は、パワーデバイス20と、パワーデバイス20のオン抵抗を監視するモニター回路101とを備えている。モニター回路101は、オン抵抗検出回路31A、メモリ32およびカウンター回路33を備えている。
図3は、モニター回路101の動作を示すフローチャートである。以下、図3に沿ってモニター回路101の動作を説明する。前提として、メモリ32にはオン抵抗の閾値とカウンター値が格納されている。メモリ32にこれらの値が格納されていない場合は、ユーザがこれらの値を設定しても良い。例えば、オン抵抗の閾値は5Vであり、カウンター値は100回とする。モニター回路101に電源が投入されると、オン抵抗検出回路31Aはメモリ32からオン抵抗の閾値を読み出して設定し、カウンター回路33はメモリ32からカウンター値を読み出して設定する(ステップS1)。
図6はパワーデバイス20の回路図である。半導体チップ21は、直列接続された2つのIGBT T1,T2と、IGBT T1,T2にそれぞれ逆並列接続されたダイオードD1,D2と、を備えている。IGBT T1のコレクタとIGBT T2のエミッタとの間には、コンデンサC1と電源Vccが並列に接続されている。また、IGBT T2のコレクタとIGBT T1のコレクタの間には、コイルL1が接続されている。IGBT T1のゲート−エミッタ間には、負バイアス電源が接続されている。また、IGBT T2のゲート端子にはゲート抵抗RGが接続されている。
図9は、実施の形態2のパワーモジュール202の構成を示すブロック図である。パワーモジュール202は、パワーデバイス20と、パワーデバイス20のオン抵抗を監視するモニター回路102とを備えている。モニター回路102は、実施の形態1のモニター回路101と比較すると、オン抵抗検出回路31Aに代えてオン抵抗検出回路31Bを備えている。オン抵抗検出回路31Aは、図7に示すように、センス電流Isenseが閾値ref2以上である期間をオン抵抗の異常検出期間とした。これに対してオン抵抗検出回路31Bは、センス電流が一定範囲となる期間をオン抵抗の異常検出期間とする。図10は、オン抵抗検出回路31Bによるオン抵抗の異常検出期間を示している。センス電流Isenseが閾値ref2以上かつ閾値ref3以下となる時刻t0からt1まで、および時刻t2以降が異常検出期間となる。このように、センス電流Isenseの上限を規定するのは、センス電流のオーバーシュート等のばらつきに対応するためである。
図12は、実施の形態3のパワーモジュール203の構成を示すブロック図である。パワーモジュール203は、パワーデバイス20と、パワーデバイス20のオン抵抗を監視するモニター回路103とを備えている。モニター回路103は、実施の形態1のモニター回路101と比較すると、オン抵抗検出回路31Aに代えてオン抵抗検出回路31Cを備えている。
Claims (5)
- スイッチング素子と、
前記スイッチング素子のセンス電流およびオン抵抗を測定する測定回路と、
前記センス電流が第1閾値以上となる異常検出期間において、前記オン抵抗が第2閾値以上である場合に、前記スイッチング素子の異常を表す信号を出力する異常検出回路とを備え、
前記異常検出回路は、
前記オン抵抗を前記第1閾値と比較する第1コンパレータと、
前記センス電流を前記第2閾値と比較する第2コンパレータとを備える、
パワーモジュール。 - 前記異常検出期間は、前記センス電流が前記第1閾値以上で、前記第1閾値より大きい第3閾値以下となる期間であり、
前記異常検出回路は、
前記センス電流を前記第3閾値と比較する第3コンパレータと、
前記第3コンパレータと前記第1コンパレータの出力が入力される第1ANDゲートと、をさらに備える、
請求項1に記載のパワーモジュール。 - 前記異常検出回路は、
前記第1ANDゲートの出力信号を遅延する遅延回路と、
前記第1ANDゲートの出力信号と、前記遅延回路の出力信号とが入力される第2ANDゲートとをさらに備え、
前記異常検出期間は、第1の測定タイミングと、前記第1の測定タイミングから前記遅延回路による遅延時間だけ遅延した第2の測定タイミングの両方において、前記センス電流が前記第1閾値以上かつ前記第3閾値以下となった場合の、前記第2の測定タイミング以降の期間である、
請求項2に記載のパワーモジュール。 - 前記オン抵抗が前記第2閾値以上となる回数をカウントし、前記回数が予め定められたカウンター値以上となる場合に、前記スイッチング素子の異常を表す信号を出力するカウンター回路をさらに備える、
請求項1から3のいずれか1項に記載のパワーモジュール。 - 前記第2閾値はユーザが設定可能である、
請求項1から4のいずれか1項に記載のパワーモジュール。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022010251A (ja) * | 2015-05-15 | 2022-01-14 | 華為技術有限公司 | 動画像符号化方法、動画像復号化方法、符号化装置および復号化装置 |
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JP2003047284A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Nikon Corp | スイッチング素子異常検出装置、pwm増幅器、モータ駆動装置、ステージ装置、露光装置、この露光装置により製造したデバイスおよびデバイスの製造方法 |
JP2011071174A (ja) * | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置、及び半導体装置の特性劣化検出方法 |
WO2017168951A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 三菱電機株式会社 | 過熱保護制御装置 |
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