JP6840695B2 - 半導体装置、電力変換装置、駆動装置、車両、及び、昇降機 - Google Patents
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Description
第1の実施形態の半導体装置は、第1の電極、第2の電極、及び、ゲート電極を有する半導体素子と、第1の電極及び第2の電極のいずれか一方に電気的に接続され、サージ電圧を測定するサージ電圧測定部と、半導体素子の動作に起因する電磁ノイズを測定する第1の測定部、第1の電極又は第2の電極に電気的に接続された配線の電圧を測定する第2の測定部、第1の電極又は前記第2の電極に電気的に接続される配線の電流を測定する第3の測定部から選ばれる少なくともいずれか一つの測定部と、ゲート電極に電気的に接続された可変抵抗と、サージ電圧測定部、及び、少なくともいずれか一つの測定部の測定結果に基づき可変抵抗を制御し、可変抵抗の抵抗値を変化させる制御部と、を備える。
第2の実施形態の半導体装置及び電力変換装置は、ゲート電極に印加するゲート信号を発生するゲート信号発生回路を、更に備え、制御部は、第1の測定部の測定結果に基づきゲート信号発生回路を制御し、ゲート信号のキャリア周波数を変化させる点で、第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第3の実施形態の半導体装置及び電力変換装置は、制御部は、第1の測定部の測定結果に基づきゲート信号発生回路を制御し、ゲート信号発生回路と同期させて可変抵抗を制御し、ゲート信号のパルス単位で可変抵抗の抵抗値を変化させる点で、第2の実施形態と異なっている。以下、第1又は第2の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第4の実施形態の半導体装置及び電力変換装置は、第1の測定部に代えて、第2の測定部を備える点で、第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第5の実施形態の半導体装置及び電力変換装置は、第1の測定部に代えて、第3の測定部を備える点で、第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第6の実施形態の半導体装置及び電力変換装置は、第1の測定部、第2の測定部、第3の測定部を全て備える点で、第2の実施形態と異なっている。以下、第1ないし第5の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第7の実施形態の半導体装置及び電力変換装置は、サージ電圧測定部100の具体的な回路構成を示す点で、第1ないし第6の実施形態と異なっている。以下、第1ないし第6の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第8の実施形態の半導体装置及び電力変換装置は、サージ電圧測定部100の具体的な回路構成を示す点で、第1ないし第6の実施形態と異なっている。以下、第1ないし第6の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
第9の実施形態の駆動装置は、第1の実施形態の電力変換装置を備える駆動装置である。
第10の実施形態の車両は、第1の実施形態の電力変換装置を備える車両である。
第11の実施形態の車両は、第1の実施形態の電力変換装置を備える車両である。
第12の実施形態の昇降機は、第1の実施形態の電力変換装置を備える昇降機である。
10a エミッタ電極(第1の電極)
10b コレクタ電極(第2の電極)
10c ゲート電極(ゲート電極)
20 ハイサイドトランジスタ
20a エミッタ電極
20b コレクタ電極
20c ゲート電極
30 直流電源
40 平滑キャパシタ
50 スイッチング制御部
60 第1の可変抵抗(可変抵抗)
61 第2の可変抵抗
70a 配線
70b 配線
90 車輪
100 サージ電圧測定部
101 第1の測定部
102 第2の測定部
103 第3の測定部
112 電気抵抗
113 キャパシタ
114 キャパシタ
115 スイッチング素子
116 サンプルホールド回路
116a オペアンプ
116b ダイオード
116c キャパシタ116
117 スイッチング素子
210 インバータ回路(電力変換装置)
212 第1のキャパシタ
214 第1のダイオード
216 第2のダイオード
218 第2のキャパシタ
221 サンプルホールド回路
222 スイッチ
300 制御部
340 モーター
400 第1のゲート信号発生回路(ゲート信号発生回路)
401 第2のゲート信号発生回路
1000 駆動装置
1100 車両
1200 車両
1300 昇降機
Claims (17)
- エミッタ電極、コレクタ電極、及び、ゲート電極を有する半導体素子と、
前記コレクタ電極に電気的に接続され、前記コレクタ電極に生ずるサージ電圧を測定するサージ電圧測定部と、
前記半導体素子の動作に起因する電磁ノイズを測定する第1の測定部、前記コレクタ電極に電気的に接続された配線の電圧を測定する第2の測定部、前記エミッタ電極又は前記コレクタ電極に電気的に接続された配線の電流を測定する第3の測定部から選ばれる少なくともいずれか一つの測定部と、
前記ゲート電極に電気的に接続された可変抵抗と、
前記サージ電圧測定部、及び、前記少なくともいずれか一つの測定部の測定結果に基づき、前記可変抵抗の抵抗値を変化させる制御部と、
前記ゲート電極に印加するゲート信号を発生するゲート信号発生回路と、を備え、
前記少なくともいずれか一つの測定部が前記第1の測定部及び前記第2の測定部の少なくともいずれか一方を含み、
前記制御部は、前記第1の測定部及び前記第2の測定部の少なくともいずれか一方の測定結果に基づき、前記ゲート信号の周波数を変化させる半導体装置。 - エミッタ電極、コレクタ電極、及び、ゲート電極を有する半導体素子と、
前記コレクタ電極に電気的に接続され、前記コレクタ電極に生ずるサージ電圧を測定するサージ電圧測定部と、
前記半導体素子の動作に起因する電磁ノイズを測定する第1の測定部、前記コレクタ電極に電気的に接続された配線の電圧を測定する第2の測定部、前記エミッタ電極又は前記コレクタ電極に電気的に接続された配線の電流を測定する第3の測定部から選ばれる少なくともいずれか一つの測定部と、
前記ゲート電極に電気的に接続された可変抵抗と、
前記サージ電圧測定部、及び、前記少なくともいずれか一つの測定部の測定結果に基づき、前記可変抵抗の抵抗値を変化させる制御部と、
前記ゲート電極に印加され、パルス形状の波形を有するゲート信号を発生するゲート信号発生回路と、を備え、
前記少なくともいずれか一つの測定部が前記第1の測定部及び前記第2の測定部の少なくともいずれか一方を含み、
前記制御部は、前記第1の測定部及び前記第2の測定部の少なくともいずれか一方の測定結果に基づき、前記ゲート信号のパルス単位で前記可変抵抗の抵抗値を変化させる半導体装置。 - 前記制御部は、前記サージ電圧測定部の測定結果から前記可変抵抗の抵抗値の第1の下限値と、前記少なくともいずれか一つの測定部から求められる前記可変抵抗の抵抗値の第2の下限値とを算出し、前記第1の下限値と前記第2の下限値とを比較し、前記可変抵抗の抵抗値を前記第1の下限値と前記第2の下限値のうちの高い方の抵抗値以上の抵抗値に変化させる請求項1又は請求項2記載の半導体装置。
- エミッタ電極、コレクタ電極、及び、ゲート電極を有する半導体素子と、
前記コレクタ電極に電気的に接続され、前記コレクタ電極に生ずるサージ電圧を測定するサージ電圧測定部と、
前記半導体素子の動作に起因する電磁ノイズを測定する第1の測定部、前記コレクタ電極に電気的に接続された配線の電圧を測定する第2の測定部、前記エミッタ電極又は前記コレクタ電極に電気的に接続された配線の電流を測定する第3の測定部から選ばれる少なくともいずれか一つの測定部と、
前記ゲート電極に電気的に接続された可変抵抗と、
前記サージ電圧測定部、及び、前記少なくともいずれか一つの測定部の測定結果に基づき、前記可変抵抗の抵抗値を変化させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記サージ電圧測定部の測定結果から前記可変抵抗の抵抗値の第1の下限値と、前記少なくともいずれか一つの測定部から求められる前記可変抵抗の抵抗値の第2の下限値とを算出し、前記第1の下限値と前記第2の下限値とを比較し、前記可変抵抗の抵抗値を前記第1の下限値と前記第2の下限値のうちの高い方の抵抗値以上の抵抗値に変化させる半導体装置。 - 前記半導体素子はSiC、GaN、Siから選択される少なくとも一種の半導体層を備える請求項1ないし請求項4いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記半導体素子は、Insulated Gate Bipolar Transistor(IGBT)である請求項1ないし請求項4いずれか一項記載の半導体装置。
- 第1のゲート電極を有する第1の半導体素子と、
前記第1の半導体素子に直列に接続され、第2のゲート電極を有する第2の半導体素子と、
前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子との間に電気的に接続され、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子との接続部に生じるサージ電圧を測定するサージ電圧測定部と、
前記第1の半導体素子又は前記第2の半導体素子の動作に起因する電磁ノイズを測定する第1の測定部、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子との間に電気的に接続された配線の電圧を測定する第2の測定部、前記第1の半導体素子又は前記第2の半導体素子に流れる電流を測定する第3の測定部から選ばれる少なくともいずれか一つの測定部と、
前記第1のゲート電極及び前記第2のゲート電極の少なくともいずれか一方に電気的に接続された可変抵抗と、
前記サージ電圧測定部、及び、前記少なくともいずれか一つの測定部の測定結果に基づき、前記可変抵抗の抵抗値を変化させる制御部と、
前記第1のゲート電極及び前記第2のゲート電極の少なくともいずれか一方に印加するゲート信号を発生するゲート信号発生回路と、を備え、
前記少なくともいずれか一つの測定部が前記第1の測定部及び前記第2の測定部の少なくともいずれか一方を含み、
前記制御部は、前記第1の測定部及び前記第2の測定部の少なくともいずれか一方の測定結果に基づき、前記ゲート信号の周波数を変化させる半導体装置。 - 第1のゲート電極を有する第1の半導体素子と、
前記第1の半導体素子に直列に接続され、第2のゲート電極を有する第2の半導体素子と、
前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子との間に電気的に接続され、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子との接続部に生じるサージ電圧を測定するサージ電圧測定部と、
前記第1の半導体素子又は前記第2の半導体素子の動作に起因する電磁ノイズを測定する第1の測定部、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子との間に電気的に接続された配線の電圧を測定する第2の測定部、前記第1の半導体素子又は前記第2の半導体素子に流れる電流を測定する第3の測定部から選ばれる少なくともいずれか一つの測定部と、
前記第1のゲート電極及び前記第2のゲート電極の少なくともいずれか一方に電気的に接続された可変抵抗と、
前記サージ電圧測定部、及び、前記少なくともいずれか一つの測定部の測定結果に基づき、前記可変抵抗の抵抗値を変化させる制御部と、
前記第1のゲート電極及び前記第2のゲート電極の少なくともいずれか一方に印加され、パルス形状の波形を有するゲート信号を発生するゲート信号発生回路と、を備え、
前記少なくともいずれか一つの測定部が前記第1の測定部及び前記第2の測定部の少なくともいずれか一方を含み、
前記制御部は、前記第1の測定部及び前記第2の測定部の少なくともいずれか一方の測定結果に基づき、前記ゲート信号のパルス単位で前記可変抵抗の抵抗値を変化させる半導体装置。 - 前記制御部は、前記サージ電圧測定部の測定結果から前記可変抵抗の抵抗値の第1の下限値と、前記少なくともいずれか一つの測定部から求められる前記可変抵抗の抵抗値の第2の下限値とを算出し、前記第1の下限値と前記第2の下限値とを比較し、前記可変抵抗の抵抗値を前記第1の下限値と前記第2の下限値のうちの高い方の抵抗値以上の抵抗値に変化させる請求項7又は請求項8記載の半導体装置。
- 第1のゲート電極を有する第1の半導体素子と、
前記第1の半導体素子に直列に接続され、第2のゲート電極を有する第2の半導体素子と、
前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子との間に電気的に接続され、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子との接続部に生じるサージ電圧を測定するサージ電圧測定部と、
前記第1の半導体素子又は前記第2の半導体素子の動作に起因する電磁ノイズを測定する第1の測定部、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子との間に電気的に接続された配線の電圧を測定する第2の測定部、前記第1の半導体素子又は前記第2の半導体素子に流れる電流を測定する第3の測定部から選ばれる少なくともいずれか一つの測定部と、
前記第1のゲート電極及び前記第2のゲート電極の少なくともいずれか一方に電気的に接続された可変抵抗と、
前記サージ電圧測定部、及び、前記少なくともいずれか一つの測定部の測定結果に基づき、前記可変抵抗の抵抗値を変化させる制御部と、
前記制御部は、前記サージ電圧測定部の測定結果から前記可変抵抗の抵抗値の第1の下限値と、前記少なくともいずれか一つの測定部から求められる前記可変抵抗の抵抗値の第2の下限値とを算出し、前記第1の下限値と前記第2の下限値とを比較し、前記可変抵抗の抵抗値を前記第1の下限値と前記第2の下限値のうちの高い方の抵抗値以上の抵抗値に変化させる半導体装置。 - 前記第1の半導体素子又は前記第2の半導体素子は、SiC、GaN、Siから選択される少なくとも一種の半導体層を備える請求項7ないし請求項10いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記第1の半導体素子又は前記第2の半導体素子は、Insulated Gate Bipolar Transistor(IGBT)である請求項7ないし請求項10いずれか一項記載の半導体装置。
- 前記少なくともいずれか一つの測定部は、前記第3の測定部を含み、
前記制御部は、前記サージ電圧測定部の測定結果と前記第3の測定部の測定結果からインダクタンスを算出し、前記インダクタンスに基づき、前記可変抵抗の抵抗値を変化させる請求項1ないし請求項12いずれか一項記載の半導体装置。 - 請求項1ないし請求項13いずれか一項記載の半導体装置を備える電力変換装置。
- 請求項14記載の電力変換装置を備える駆動装置。
- 請求項14記載の電力変換装置を備える車両。
- 請求項14記載の電力変換装置を備える昇降機。
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