JP4765638B2 - インバータモジュールの検査方法及び検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、インバータモジュールの検査方法及び検査装置に関する。

モータ等の機器を駆動するためにインバータモジュールが用いられている。インバータモジュールは、複数のインバータユニットを備えている。インバータユニットは、インバータモジュールのＰ側入力端子に接続されたＰ側スイッチング素子と、Ｐ側スイッチング素子に直列に接続されたＮ側スイッチング素子を有している。Ｎ側スイッチング素子の他端は、インバータモジュールのＮ側入力端子に接続されている。Ｐ側スイッチング素子及びＮ側スイッチング素子のそれぞれにはダイオードが逆並列に接続されている。Ｐ側スイッチング素子及びＮ側スイッチング素子には、例えば、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子が用いられる。
上述したインバータモジュールによってモータ等を駆動する際には、Ｐ側入力端子が直流電源の＋極に接続され、Ｎ側入力端子が直流電源の−極に接続される。各インバータユニットのＰ側スイッチング素子とＮ側スイッチング素子の中間点は、それぞれモータ等の交流入力端子に接続される。各インバータユニットのＰ側スイッチング素子の制御端子及びＮ側スイッチング素子の制御端子には、所定のタイミングで駆動信号が入力される。これによって、各インバータユニットのＰ側スイッチング素子とＮ側スイッチング素子がスイッチングし、Ｐ側スイッチング素子とＮ側スイッチング素子の中間点から交流信号が出力される。モータは、インバータモジュールから出力された交流信号によって駆動する。

上述したインバータモジュールは、複数のスイッチング素子と複数のダイオードから構成されている。このため、インバータモジュールが正常に機能するためには、インバータモジュールに組み込まれる各スイッチング素子の特性や各ダイオードの特性が重要となる。そこで、スイッチング素子の特性やダイオードの特性を単体の状態（チップ状態）で測定して選別し、特性の揃ったスイッチング素子やダイオードを組み立てて半導体装置を製造する技術が提案されている（特許文献１）。
特許文献１は、複数個のＩＧＢＴチップと複数個のダイオードチップを同一パッケージ内に並置した半導体装置の製造技術を開示している。この技術によると、まず、ＩＧＢＴチップのスイッチング特性（ターンオン時間、ターンオフ時間等）を測定し、スイッチング特性の揃ったＩＧＢＴチップを選別する。次に、選別されたＩＧＢＴチップに対して静特性（飽和電圧、コレクタ・エミッタ耐圧等）を測定し、静特性の揃ったＩＧＢＴチップを選別する。また、ダイオードチップに対しては、静特性および逆回復特性の測定を行い、これらの特性が規格値内であるものを選別する。さらに、選別したダイオードから、逆回復特性のばらつきが１０％以内となるようにダイオードチップを選別する。そして、選別されたＩＧＢＴチップとダイオードチップを組み込んで半導体装置を製造する。
特開２０００−７４９８８号公報

しかしながら、特性の揃ったスイッチング素子と、特性の揃ったダイオードによってインバータモジュールを構成しても、インバータモジュールとして使用するとスイッチング素子等が破壊する場合がある。上述した従来の技術では、スイッチング素子やダイオードの特性を単体でしか測定していないため、これらが組み合わされたときに発生する特有の不具合を発見できないという問題がある。

本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のスイッチング素子と複数のダイオードが組み合わされてインバータモジュールとされたときに生じる特有の不具合を発見することができる検査方法及び検査装置を提供することである。

本発明者らは、上述した課題を解決するために、まず、インバータモジュールでモータ等の機器を実際に駆動して検査を行うことを検討した。しかしながら、素子破壊を生じたインバータモジュールによってモータ等の機器を実際に駆動しても、インバータモジュールから出力される信号の波形には異常は生じなかった。
そこで、本発明者らは、さらに種々の検討を行った結果、素子破壊を生じたインバータモジュールでは、Ｐ側スイッチング素子群の中から選択された２以上のスイッチング素子（又は、Ｎ側スイッチング素子群の中から選択された２以上のスイッチング素子）を誘導負荷に接続して、これらのスイッチング素子を高速で順にスイッチングすると、これらのスイッチング素子から出力される信号が発振することを発見した。本発明は、かかる知見に基づき創作されたものである。

すなわち、本発明の検査方法は、Ｐ側配線に接続されたＰ側スイッチング素子と、Ｐ側スイッチング素子に直列に接続されると共にＮ側配線に接続されたＮ側スイッチング素子と、Ｐ側スイッチング素子に逆並列に接続されたＰ側ダイオードと、Ｎ側スイッチング素子に逆並列に接続されたＮ側ダイオードとから構成されるインバータユニットを複数備えたインバータモジュールを検査する。
この検査方法では、まず、Ｐ側スイッチング素子群の中から選択された２つ以上のＰ側スイッチング素子（若しくは、Ｎ側スイッチング素子群の中から選択された２つ以上のＮ側スイッチング素子）に誘導負荷を接続する。次に、誘導負荷が接続された複数のスイッチング素子の各制御端子に順に短パルス信号を入力する。そして、各制御端子に短パルス信号を入力したときの各スイッチング素子から出力される出力信号を測定し、測定された出力信号が発振しているか否かを判定する。ここで、２つ以上のＰ側スイッチング素子と誘導負荷を接続する場合は、接続する各Ｐ側スイッチング素子のＰ側配線側の端子とは異なる端子にそれぞれ誘導負荷の一端を接続すると共に、誘導負荷の他端をＮ側配線に接続し、２つ以上のＮ側スイッチング素子に誘導負荷を接続する場合は、接続する各Ｎ側スイッチング素子のＮ側配線側の端子とは異なる端子にそれぞれ誘導負荷の一端を接続すると共に、誘導負荷の他端をＰ側配線に接続する。
この検査方法によってスイッチング素子を駆動すると、不具合を有するインバータモジュールでは各スイッチング素子から出力される信号が発振し、不具合を有しないインバータモジュールでは各スイッチング素子から出力される信号が発振しない。したがって、各スイッチング素子から出力される信号の発信の有無を判定することで、インバータモジュールが不具合を有するか否かを判断することができる。

上述した駆動方法によって不具合を有するインバータモジュールを駆動したときに、各スイッチング素子から出力される信号が発振する推測理由を下記に示す。ただし、本発明の技術はその推測理由によって制約されるものではなく、あくまで特許請求の範囲に記載されている客観的要件に従う。
本発明の駆動方法によると、Ｐ型スイッチング素子群から選択された２以上のＰ型スイッチング素子（あるいは、Ｎ型スイッチング素子群から選択された２以上のＮ型スイッチング素子）を順に駆動する。このため、インバータモジュールでモータ等の機器を実際に駆動する場合よりも、これらのスイッチング素子を高速でスイッチングできる。スイッチング素子を高速でスイッチングすると、そのスイッチング素子と逆並列に配置されたダイオードは、ＯＮ状態から逆回復状態に短時間で切換えられる。これによって、スイッチング素子の異常なスイッチング（発振）が誘発されると考えられる。なお、１つのインバータユニットのＰ型スイッチング素子（又はＮ型スイッチング素子）のみを高速でスイッチングしても、スイッチング素子の異常なスイッチングは誘発されない。これは、複数のインバータユニットが相互に影響して異常なスイッチングを誘発しているものと思われる。

なお、本発明の駆動方法が、インバータモジュールでモータ等の機器を実際に駆動する場合よりも、スイッチング素子を高速でスイッチングできる理由について説明しておく。インバータモジュールでモータ等の機器を駆動する際に高速でスイッチング素子をスイッチングすると、同一のインバータユニットのＰ側スイッチング素子とＮ側スイッチング素子が同時にオン状態となり短絡することがあるため、直前のスイッチング素子がターンオフしてから次のスイッチング素子がターンオンするまでの時間間隔をある程度長く設定しなければならない。これに対して、本発明の駆動方法では、異なるインバータユニットのＰ型スイッチング素子（又はＮ型スイッチング素子）のみを順にスイッチングするため、上述した短絡といった問題は生じない。このため、本発明の駆動方法によると、スイッチング素子を高速でスイッチングすることができる。

上記の検査方法において、短パルス信号は、直前のスイッチング素子がターンオフしてから次のスイッチング素子がターンオンするまでの時間間隔が１μｓ以下となるように設定されていることが好ましい。このような構成によると、不具合を有するインバータモジュールにおいて発生するスイッチング素子の異常なスイッチングを誘発し易くなり、インバータモジュールが不具合を有するか否かの判定を容易に行うことができる。

なお、出力信号が発振したか否かの判定は、出力信号の電圧と予め設定された電圧値とを比較することで行うことができる。すなわち、スイッチング素子がターンオンすると出力信号が設定電圧値を超え、スイッチング素子がターンオフすると出力信号が設定電圧値より低くなるように、設定電圧値を設定する。このように設定電圧値を設定し、出力信号と設定電圧値を比較すると、スイッチング素子がターンオン（またはターンオフ）したか否かを判断することができる。したがって、スイッチング素子の制御端子への信号がオンの状態でスイッチング素子がターンオン（またはターンオフ）すれば、出力信号が発振していると判定することができる。
具体的な方法としては、例えば、出力信号と設定電圧値の比較結果の出力が変化した回数をカウントし、そのカウントした回数によって出力信号の発振の有無を判断することができる。あるいは、出力信号が設定電圧値より低い状態から設定電圧値より高い状態に変化した回数、または、出力信号が設定電圧値より高い状態から設定電圧値より低い状態に変化した回数により判定することもできる。

また、本発明は、上述した検査方法を実施することができる新規な検査装置を提供する。すなわち、本発明の検査装置は、Ｐ側配線に接続されたＰ側スイッチング素子と、Ｐ側スイッチング素子に直列に接続されると共にＮ側配線に接続されたＮ側スイッチング素子と、Ｐ側スイッチング素子に逆並列に接続されたＰ側ダイオードと、Ｎ側スイッチング素子に逆並列に接続されたＮ側ダイオードとから構成されるインバータユニットを複数備えたインバータモジュールを検査する装置であって、被検対象となるインバータモジュールのＰ側配線及びＮ側配線に接続される直流電源と、被検対象となるインバータモジュールのＰ側スイッチング素子群の中から選択された２以上のＰ側スイッチング素子、若しくは、Ｎ側スイッチング素子群の中から選択された２以上のＮ側スイッチング素子に接続される誘導負荷と、誘導負荷が接続された複数のスイッチング素子の各制御端子に順に短パルス信号を入力させる短パルス信号入力部と、各制御端子に短パルス信号が入力されたときの各スイッチング素子から出力される出力信号を測定する出力信号測定部と、出力信号測定部によって測定された出力信号が発振しているか否かを判定する判定部と、を有する。ここで、誘導負荷は、２つ以上のＰ側スイッチング素子と接続される場合は、その一端が接続される各Ｐ側スイッチング素子のＰ側配線側の端子とは異なる端子に接続されると共に、その他端がＮ側配線に接続され、２つ以上のＮ側スイッチング素子と接続される場合は、その一端が接続される各Ｎ側スイッチング素子のＮ側配線側の端子とは異なる端子に接続されると共に、その他端がＰ側配線に接続される。
この検査装置では、検査対象となっているインバータモジュールを直流電源と誘導負荷に接続し、誘導負荷が接続されたスイッチング素子に短パルス信号入力部より短パルス信号を入力する。出力信号測定部はスイッチング素子の出力信号を測定し、判定部は測定結果から出力信号の発信の有無を判断する。したがって、この検査装置によると上述した検査方法を好適に実施することができる。

なお、上記の短パルス信号入力部は、直前のスイッチング素子がターンオフしてから次のスイッチング素子がターンオンするまでの時間間隔が１μｓ以下となるように、各制御端子に短パルス信号を入力させることが好ましい。
また、判定部は、出力信号の電圧が予め設定された電圧値を超えた回数に基づいて出力信号の発振の有無を判定することができる。

以下、本発明を具現化した一実施形態について図面を参照して説明する。図１は検査対象となるインバータモジュール１０と、インバータモジュール１０を検査する検査装置（高圧電源４０，電圧検出回路４８，パルスジェネレータ５２等）とを併せて示す図である。まず、検査対象となるインバータモジュール１０について説明する。
図１に示すようにインバータモジュール１０は、入力する直流電力を３相の交流電力（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）に変換するインバータ回路（２２〜３３）と、インバータ回路（２２〜３３）を駆動する制御回路２０を有している（すなわち、インバータモジュール１０は、いわゆるＩＰＭ（インテリジェント・パワー・モジュール）である）。

インバータ回路（２２〜３３）は、Ｐ側入力端子１２に接続されたＰ側配線１６と、Ｎ側入力端子１４に接続されたＮ側配線１８との間に設けられている。Ｐ側配線１６とＮ側配線１８の間にはコンデンサ３４も配されている。コンデンサ３４は、インバータ回路（２２〜３３）に入力する直流電源電圧を安定化している。

インバータ回路（２２〜３３）は、Ｕ相の交流電力を出力するインバータユニット（２２〜２５）と、Ｖ相の交流電力を出力するインバータユニット（２６〜２９）と、Ｗ相の交流電力を出力するインバータユニット（３０〜３３）を有している。
Ｕ相のインバータユニット（２２〜２５）は、ＩＧＢＴ２２と、ＩＧＢＴ２２に直列に接続されたＩＧＢＴ２４を有している。ＩＧＢＴ２２とＩＧＢＴ２４の接続点からＵ相の交流電力が出力される。ＩＧＢＴ２２のコレクタ端子はＰ側配線１６に接続されており、ＩＧＢＴ２２のエミッタ端子はＩＧＢＴ２４のコレクタ端子に接続されている。ＩＧＢＴ２４のエミッタ端子はＮ側配線１８に接続されている。ＩＧＢＴ２２，２４のゲート端子は、制御配線３６ａ，３６ｂによって制御回路２０に接続されている。ＩＧＢＴ２２，２４は、制御回路２０によってオン・オフされる。
また、ＩＧＢＴ２２にはダイオード２３が逆並列に接続されている。ＩＧＢＴ２４にはダイオード２５が逆並列に接続されている。ダイオード２３，２５は、誘導負荷に蓄積された電磁エネルギーによって生じるフライホイール電流をＩＧＢＴ２２，２４のエミッタ端子側からコレクタ端子側に流す経路を形成する。

なお、図から明らかなように、Ｖ相のインバータユニット（２６〜２９）とＷ相のインバータユニット（３０〜３３）は、Ｕ相のインバータユニット（２２〜２５）と同一構成を有している。また、ＩＧＢＴ２２，２４，２６，２８，３０，３２には、素子単体のスイッチング特性及び静特性が略同一のものが用いられている。ダイオード２３，２５，２７，２９，３１，３３にも、素子単体の静特性及び逆回復特性が略同一のものが用いられている。

制御回路２０は、外部から入力される信号に応じてインバータ回路（２２〜３３）のＩＧＢＴ２２，２４，２６，２８，３０，３２をオン・オフする。例えば、インバータモジュール１０によって車載用モータを駆動する場合は、モータ制御部（モータＥＣＵ）からのＰＷＭ信号が制御回路２０に入力される。制御回路２０は、モータＥＣＵから入力されるＰＷＭ信号に基づいてＩＧＢＴ２２，２４，２６，２８，３０，３２をオン・オフする。これによって、インバータモジュール１０からモータの回転状態に応じた３相交流電力が出力される。

次に、上述したインバータモジュール１０を検査する検査装置について説明する。検査装置は、インバータモジュール１０の入力側に接続される高圧電源４０と、インバータモジュール１０の出力側に接続される誘導負荷４６と、インバータモジュール１０の制御回路２０に接続されるパルスジェネレータ５２と、誘導負荷４６の両端の電位差を計測する電圧検出回路４８と、電圧検出回路４８で検出された信号の処理等を行うコンピュータ５４とから構成される。

高圧電源４０は、インバータモジュール１０の仕様に応じた出力の直流電源である。例えば、インバータモジュール１０によって車載用モータを駆動する場合、その車載用モータを駆動するバッテリーに応じた出力の直流電源とされる。高圧電源４０の＋極はインバータモジュール１０のＰ側入力端子１２に接続され、高圧電源４０の−極はインバータモジュール１０のＮ側入力端子１４に接続される。

誘導負荷４６は、インバータモジュール１０によって駆動される機器に応じた抵抗値及びインダクタンスを有するコイルが用いられる。例えば、インバータモジュール１０によって車載用モータを駆動する場合は、その車載用モータに応じた抵抗値及びインダクタンスを有するコイルが用いられる。
誘導負荷４６は、インバータ回路（２２〜３３）のＰ側のＩＧＢＴ２２，２６，３０から選択された２つのＩＧＢＴ、または、Ｎ側のＩＧＢＴ２４，２８，３２から選択された２つのＩＧＢＴに接続される。図１にはＵ相のＰ側ＩＧＢＴ２２とＶ相のＰ側ＩＧＢＴ２６に接続された状態が示されている。図１から明らかなように、ＩＧＢＴ２２とＩＧＢＴ２６に誘導負荷４６を接続する場合、誘導負荷４６の一端を配線４２によってＩＧＢＴ２２とＩＧＢＴ２６のエミッタ端子に接続し、誘導負荷４６の他端を配線４４によってＮ側配線１８に接続する。また、Ｖ相のＰ側のＩＧＢＴ２６とＷ相のＩＧＢＴ３０に誘導負荷４６を接続する場合は図５に示すように接続する。
なお、Ｎ側のＩＧＢＴ２４，２８，３２に接続する場合、誘導負荷４６の一端をＮ側のＩＧＢＴ２４，２８，３２の中から選択した２つのＩＧＢＴのコレクタ端子に接続し、誘導負荷４６の他端をＰ側配線１８に接続する。図６にはＵ相のＮ側ＩＧＢＴ２４とＶ相のＮ側のＩＧＢＴ２８に誘導負荷４６を接続した例を示している。

パルスジェネレータ５２は、中継基板５０を介して制御回路２０に接続されている。パルスジェネレータ５２は制御回路２０に信号を入力し、これによって制御回路２０はＩＧＢＴ２２，２４，２６，２８，３０，３２のゲート端子にパルス信号を入力する。したがって、パルスジェネレータ５２が請求項でいう短パルス信号入力部に相当する。
パルスジェネレータ５２は、制御回路２０に入力する信号を制御することで、任意のＩＧＢＴ２２，２４，２６，２８，３０，３２をオン・オフすることができ、また、ＩＧＢＴ２２，２４，２６，２８，３０，３２をオンしている時間、並びに、直前のＩＧＢＴをターンオフしてから次のＩＧＢＴをターンオンするまでの時間間隔を任意に調整することができる。パルスジェネレータ５２から制御回路２０に入力される信号は、コンピュータ５４によって設定される。

電圧検出回路４８は、誘導負荷４６に接続され、誘導負荷４６の両端の電位差（すなわち、誘導負荷４６に接続されたＩＧＢＴの出力信号の電圧）を検出する。電圧検出回路４８はコンピュータ５４に接続されている。電圧検出回路４８の出力はコンピュータ５４に入力される。

コンピュータ５４には、汎用のパーソナルコンピュータを用いることができる。コンピュータ５４には、パルスジェネレータ５２と電圧検出回路４８が接続される。コンピュータ５４は、パルスジェネレータ５２から制御回路２０に入力する信号の設定を行う。これによって、インバータモジュール１０の任意のＩＧＢＴを、任意のタイミングでオン・オフすることができる。また、コンピュータ５４は、電圧検出回路４８からの出力を解析し、ＩＧＢＴの出力信号が発振しているか否かの判定をする。すなわち、コンピュータ５４は、インバータモジュール１０が正常か異常かを判定する（不具合の有無を判定する）。

次に、上述した検査装置を用いてインバータモジュール１０を検査する際の検査フローを説明する。図７に示すように、まず、インバータモジュール（ＩＰＭ）１０を検査装置にセットする（Ｓ１０）。すなわち、インバータモジュール１０の入力側に高圧電源４０を接続し、インバータモジュール５０の制御回路２０に中継基板５０を介してパルスジェネレータ５２を接続する。
次に、インバータモジュール１０のＩＧＢＴ２２，２４，２６，２８，３０，３２の中から選択した２つのＩＧＢＴに誘導負荷４６を接続する（Ｓ１２）。すなわち、Ｐ側のＩＧＢＴ２２，２６，３０から選択された２つのＩＧＢＴ、または、Ｎ側のＩＧＢＴ２４，２８，３２から選択された２つのＩＧＢＴに誘導負荷４６を接続する。

インバータモジュール１０に誘導負荷４６を接続すると、次に、パルスジェネレータ５２から制御回路２０に信号を入力し、制御回路２０から誘導負荷４６に接続されたＩＧＢＴのゲート端子にパルス信号を入力させる（Ｓ１４）。これによって、誘導負荷４６に接続されたＩＧＢＴが順にスイッチングされ、このＩＧＢＴのスイッチングに応じてＩＧＢＴから出力される信号の電圧が変化する。
誘導負荷４６に接続されたＩＧＢＴのゲート端子にパルス信号を入力すると同時に、パルス信号が入力されたＩＧＢＴから出力される出力信号の電圧を検出する（Ｓ１６）。すなわち、電圧検出回路４８によって誘導負荷４６の両端の電位差を検出する。

図２はＩＧＢＴ２２とＩＧＢＴ２６に誘導負荷４６を接続し、ＩＧＢＴ２２のゲート端子とＩＧＢＴ２６のゲート端子にパルス信号を入力したときの、ＩＧＢＴ２２，２６のゲート端子に入力される信号の電圧と、ＩＧＢＴ２２，２６から出力される出力信号の電圧が模式的に示されている（正常な素子の波形）。図２に示すように、ＩＧＢＴ２２，２６のゲート端子には順にパルス信号が入力され、それによってＩＧＢＴ２２，２６は順にスイッチングする。ＩＧＢＴ２２，２６から出力される出力信号は、ＩＧＢＴ２２，２６のスイッチングに応じてオン状態（数Ｖの状態）とオフ状態（０Ｖの状態）に切り替わる。

次に、コンピュータ５４は、電圧検出回路４８で検出される信号が発振しているか否か（ＩＧＢＴが異常なスイッチングをしているか否か）を判定する（Ｓ１８）。すなわち、誘導負荷に接続されたＩＧＢＴが異常な素子である場合、ＩＧＢＴから出力される出力信号が発振する。コンピュータ５４は、出力される信号が発振しているか否かを判定することで、誘導負荷４６に接続されたＩＧＢＴが正常か異常かを判定する。
図３は、ＩＧＢＴ２２とＩＧＢＴ２６が異常な素子の場合に、ＩＧＢＴ２２，２６から出力される出力信号の電圧を模式的に示している（異常な素子の波形）。図３から明らかなように、ＩＧＢＴ２２，２６から出力される信号は、ＩＧＢＴ２６のゲート端子にパルス信号を入力する際に発振が生じている（すなわち、ＩＧＢＴ２６が異常なスイッチングを行っている）。コンピュータ５４は、電圧検出回路４８で検出される信号が図３に示すような発振現象を生じているか否かを判断する。
ここで、発振現象を生じているか否かの判断は、出力信号と予め設定されたスクリーニング電圧を比較することによって行うことができる。例えば、図４に示すように、出力信号がオン状態の電圧値より低く、出力信号がオフ状態の電圧値より高い、スクリーニング電圧を設定する。出力信号が発振すると（ＩＧＢＴが異常なスイッチングを行うと）、出力信号の電圧はスクリーニング電圧より高い状態から低い状態へ、また、低い状態から高い状態への移行を繰返す。したがって、出力信号とスクリーニング電圧を比較し、出力信号とスクリーニング電圧とが交差するポイントをカウントすることで、出力信号が発振しているか否かを判断することができる。すなわち、ＩＧＢＴのゲートがオンしている間に出力信号とスクリーニング電圧とが交差すれば（交差回数ｎ≧１）、出力信号は発振していると判定できる。図４に示す例では交差回数ｎ＝４となっている。一方、ＩＧＢＴのゲートがオンしている間に出力信号とスクリーニング電圧とが交差しなければ（ｎ＝０）、出力信号は発振していないと判断できる。

コンピュータ５４によって出力信号が発振していると判定されると（Ｓ１８でＹＥＳ）、インバータモジュール１０はＮＧ品（不良品）と判定される（Ｓ２４）。出力信号が発振していないと判定されると（Ｓ１８でＮＯ）、全てのＩＧＢＴの組合せについて検査したか否かが判断される（Ｓ２０）。
全てのＩＧＢＴの組合せについて検査を行っている場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、検査したインバータモジュール１０は良品と判定される（Ｓ２６）。一方、全てのＩＧＢＴの組合せについて検査を行っていない場合（Ｓ２０でＮＯ）、誘導負荷４６を接続するＩＧＢＴを変更し（Ｓ２２）、ステップＳ１４からの処理を繰り返す。これによって、全てのＩＧＢＴの組合せ、すなわち、ＩＧＢＴ（２２，２６），ＩＧＢＴ（２６，３０），ＩＧＢＴ（３０，２２），ＩＧＢＴ（２４，２８），ＩＧＢＴ（２８，３２），ＩＧＢＴ（３２，２４）について検査が行われる。

ここで、自動車に搭載されるモータを駆動するインバータモジュールに対して本実施形態の検査を行った実験例を説明しておく。図８は、直前のＩＧＢＴがターンオフしてから次のＩＧＢＴがターンオンするまでの時間間隔ｔを変えながら本実施形態の検査を行ったときの、発振現象の有無（交差回数）と正常／異常の関係を示している。図中、黒丸，黒三角，黒四角は素子破壊が生じたインバータモジュールのデータであり、白丸は素子破壊が生じなかったインバータモジュールのデータである。
図８から明らかなように、素子破壊が生じたインバータモジュールでは、時間間隔ｔが１μｓを超える条件では発振現象が現れず（すなわち、交差回数ｎ＝０）、時間間隔ｔが１μｓ以下の条件で発振現象が生じた（すなわち、交差回数ｎ＞０）。一方、素子破壊が生じていないインバータモジュールでは、時間間隔ｔが１μｓ以下の条件でも発振現象が生じていなかった（すなわち、交差回数ｎ＝０）。上記の結果より、自動車に搭載されるインバータモジュールでは、時間間隔ｔを１μｓ以下として検査を行うことで、インバータモジュールが正常か異常かを判断することができる。なお、時間間隔ｔは、検査対象となるインバータモジュールに応じて適宜設定することが好ましい。

上述した説明から明らかなように本実施形態の検査方法では、インバータモジュール１０の状態でＩＧＢＴ２２，２４，２６，２８，３０，３２の各組合せについて検査する。このため、ＩＧＢＴ２２，２４，２６，２８，３０，３２とダイオード２３，２５，２７，２９，３１，３３を組み合わせてインバータモジュール１０としたときに発生する特有の不具合を発見することができる。

以上、本発明の好適ないくつかの実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
例えば、上述した実施形態では、誘導負荷４６を２つのＩＧＢＴに接続して検査する例を説明したが、本発明はこのような形態に限られない。例えば、図９に示すように、誘導負荷４６を３つのＩＧＢＴ２２，２６，３０に接続して検査を行うようにしてもよい。この場合、ＩＧＢＴ２２→ＩＧＢＴ２６→ＩＧＡＢＴ３０の順に、これらのＩＧＢＴをスイッチングさせて検査する。また、Ｎ側のＩＧＢＴ２４，２８，３２についても、これら３つのＩＧＢＴ２４，２８，３２に誘導負荷４６を接続して検査を行えばよい。３つのＩＧＢＴに誘導負荷を接続すると、検査するＩＧＢＴの組合せが減り、短時間で検査を行うことができる。
また、上述した実施形態では、３相交流出力のインバータモジュールを検査する例であったが、本発明の検査対象となるインバータモジュールは３相交流出力に限られず、任意の数のインバータユニットが組み合わされたインバータモジュールを検査することができる。
なお、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

本実施形態に係るインバータモジュールの構成と、このインバータモジュールを検査する検査装置の構成を併せて示す図。 検査対象となっている各ＩＧＢＴのゲート端子に入力される信号の電圧と、各ＩＧＢＴから出力される出力信号の電圧を模式的に示す図（正常な素子の波形）。 検査対象となっている各ＩＧＢＴのゲート端子に入力される信号の電圧と、各ＩＧＢＴから出力される出力信号の電圧を模式的に示す図（異常な素子の波形）。 出力信号の発振の有無を判断する手法を説明するための図。 接続される誘導負荷を変更した状態を示す図。 Ｎ側のＩＧＢＴに誘導負荷を接続した状態を示す図。 本実施形態の検査装置を用いた検査手順を示すフローチャート 本実施形態の検査を車載用モータを駆動するインバータモジュールに実施したときの実験データ。 誘導負荷を３つのＩＧＢＴに接続した状態を示す図。

符号の説明

１０・・インバータモジュール
２０・・制御回路
２２，２４，２６，２８，３０，３２・・ＩＧＢＴ
２３，２５，２７，２９，３１，３３・・ダイオード
４０・・高圧電源
４６・・誘導負荷
４８・・電圧検出回路
５２・・パルスジェネレータ
５４・・コンピュータ

Claims (6)

1. Ｐ側配線に接続されたＰ側スイッチング素子と、Ｐ側スイッチング素子に直列に接続されると共にＮ側配線に接続されたＮ側スイッチング素子と、Ｐ側スイッチング素子に逆並列に接続されたＰ側ダイオードと、Ｎ側スイッチング素子に逆並列に接続されたＮ側ダイオードとから構成されるインバータユニットを複数備えたインバータモジュールの検査方法であって、
   Ｐ側スイッチング素子群の中から選択された２つ以上のＰ側スイッチング素子、若しくは、Ｎ側スイッチング素子群の中から選択された２つ以上のＮ側スイッチング素子に誘導負荷を接続する工程と、
   誘導負荷が接続された複数のスイッチング素子の各制御端子に順に短パルス信号を入力する工程と、
   各制御端子に短パルス信号を入力したときの各スイッチング素子から出力される出力信号を測定する工程と、
   測定された出力信号が発振しているか否かを判定する工程と、を有しており、
   前記誘導負荷を接続する工程は、
   ２つ以上のＰ側スイッチング素子と誘導負荷を接続する場合は、接続する各Ｐ側スイッチング素子のＰ側配線側の端子とは異なる端子にそれぞれ誘導負荷の一端を接続すると共に、誘導負荷の他端をＮ側配線に接続し、
   ２つ以上のＮ側スイッチング素子に誘導負荷を接続する場合は、接続する各Ｎ側スイッチング素子のＮ側配線側の端子とは異なる端子にそれぞれ誘導負荷の一端を接続すると共に、誘導負荷の他端をＰ側配線に接続する、インバータモジュールの検査方法。
2. 前記短パルス信号は、直前のスイッチング素子がターンオフしてから次のスイッチング素子がターンオンするまでの時間間隔が１μｓ以下となるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のインバータモジュールの検査方法。
3. 前記判定工程は、出力信号の電圧と予め設定された電圧値とを比較することで出力信号の発振の有無を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のインバータモジュールの検査方法。
4. Ｐ側配線に接続されたＰ側スイッチング素子と、Ｐ側スイッチング素子に直列に接続されると共にＮ側配線に接続されたＮ側スイッチング素子と、Ｐ側スイッチング素子に逆並列に接続されたＰ側ダイオードと、Ｎ側スイッチング素子に逆並列に接続されたＮ側ダイオードとから構成されるインバータユニットを複数備えたインバータモジュールを検査する装置であって、
   被検対象となるインバータモジュールのＰ側配線及びＮ側配線に接続される直流電源と、
   被検対象となるインバータモジュールのＰ側スイッチング素子群の中から選択された２以上のＰ側スイッチング素子、若しくは、Ｎ側スイッチング素子群の中から選択された２以上のＮ側スイッチング素子に接続される誘導負荷と、
   誘導負荷が接続された複数のスイッチング素子の各制御端子に順に短パルス信号を入力させる短パルス信号入力部と、
   各制御端子に短パルス信号が入力されたときの各スイッチング素子から出力される出力信号を測定する出力信号測定部と、
   出力信号測定部によって測定された出力信号が発振しているか否かを判定する判定部と、を有しており、
   前記誘導負荷は、
   ２つ以上のＰ側スイッチング素子と接続される場合は、その一端が接続される各Ｐ側スイッチング素子のＰ側配線側の端子とは異なる端子に接続されると共に、その他端がＮ側配線に接続され、
   ２つ以上のＮ側スイッチング素子と接続される場合は、その一端が接続される各Ｎ側スイッチング素子のＮ側配線側の端子とは異なる端子に接続されると共に、その他端がＰ側配線に接続される、インバータモジュールの検査装置。
5. 短パルス信号入力部は、直前のスイッチング素子がターンオフしてから次のスイッチング素子がターンオンするまでの時間間隔が１μｓ以下となるように、各制御端子に短パルス信号を入力させることを特徴とする請求項４に記載のインバータモジュールの検査装置。
6. 判定部は、出力信号の電圧と予め設定された電圧値とを比較することで出力信号の発振の有無を判定することを特徴とする請求項４又は５に記載のインバータモジュールの検査装置。

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