TOP特許意匠商標
特許ウォッチ Twitter
公開番号2024058421
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165768
出願日2022-10-14
発明の名称半導体モジュール
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240418BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】本発明は、保護動作が働いた場合でもスイッチング素子に入力される電圧の上昇を防止することができる半導体モジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】半導体モジュール1は、モータ24に電力を供給するIGBT31zと、IGBT31zを駆動するプリドライバ41zと、IGBT31z及びプリドライバ41zを異常状態の動作から保護する第1の保護動作を実行する保護部42zと、IGBT31zに入力される電圧の大きさを調整するIGBT31dbと、IGBT31dbを駆動するプリドライバ41dbと、IGBT31dbを異常状態の動作から保護する第2の保護動作を実行する保護部42dbとを備え、保護部42dbは、IGBT31dbが異常状態で動作している場合に第2の保護動作を実行し、保護部42zが第1の保護動作を実行しているか否かに関わらず第2の保護動作を実行しない。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
負荷に電力を供給する第1のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子を駆動する第1の駆動部と、
前記第1のスイッチング素子及び前記第1の駆動部を異常状態の動作から保護する第1の保護動作を実行する第1の保護部と、
前記第1のスイッチング素子に入力される電圧の大きさを調整する第2のスイッチング素子と、
前記第2のスイッチング素子を駆動する第2の駆動部と、
前記第2のスイッチング素子を異常状態の動作から保護する第2の保護動作を実行する第2の保護部と
を備え、
前記第2の保護部は、前記第2のスイッチング素子が異常状態で動作している場合に前記第2の保護動作を実行し、前記第1の保護部が前記第1の保護動作を実行しているか否かに関わらず前記第2の保護動作を実行しない
半導体モジュール。
続きを表示(約 2,100 文字)【請求項2】
前記第1の保護部は、前記第1のスイッチング素子及び前記第1の駆動部の少なくとも一方が異常状態で動作している場合又は前記第2の保護部が前記第2の保護動作を実行している場合に前記第1の保護動作を実行する
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項3】
前記第1の保護部に接続されて前記第2の保護動作が実行されているか否かを示す第2の保護信号を検出する第1の信号検出端子と、
前記第1の信号検出端子及び前記第2の保護部に接続され、前記第1の保護動作が実行されているか否かを示す第1の保護信号を検出する第2の信号検出端子と
をさらに備え、
前記第1の保護部は、前記第1の保護信号を前記第1の信号検出端子に出力し、
前記第2の保護部は、前記第2の保護信号を前記第2の信号検出端子に出力する
請求項2に記載の半導体モジュール。
【請求項4】
前記第1の保護部は、
前記第1のスイッチング素子及び前記第1の駆動部の少なくとも一方が異常状態で動作しているか否かを検出する第1の異常検出部と、
前記第1の異常検出部での検出結果に基づいて前記第1の保護信号を生成する第1の保護信号生成部と、
前記第1の信号検出端子で検出された前記第2の保護信号を用いて前記第2の保護動作が実行されているか否かを判定する第1の判定部と
を有し、
前記第2の保護部は、
前記第2のスイッチング素子が異常状態で動作しているか否かを検出する第2の異常検出部と、
前記第2の異常検出部での検出結果に基づいて前記第2の保護信号を生成する第2の保護信号生成部と、
前記第2の信号検出端子で検出された前記第1の保護信号を用いて前記第1の保護動作が実行されているか否かを判定する第2の判定部と
を有する
請求項3に記載の半導体モジュール。
【請求項5】
前記第2の保護部は、前記第2のスイッチング素子の保護の他に、前記第2の駆動部を異常状態の動作から保護するために前記第2の保護動作を実行する
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項6】
前記第1の保護部に接続されて前記第2の保護動作が実行されているか否かを示す第2の保護信号を検出する第1の信号検出端子と、
前記第1の信号検出端子及び前記第2の保護部に接続され、前記第1の保護動作が実行されているか否かを示す第1の保護信号を検出する第2の信号検出端子と
をさらに備え、
前記第1の保護部は、前記第1の保護信号を前記第1の信号検出端子に出力し、
前記第2の保護部は、前記第2の保護信号を前記第2の信号検出端子に出力する
請求項5に記載の半導体モジュール。
【請求項7】
前記第1の保護部は、
前記第1のスイッチング素子及び前記第1の駆動部の少なくとも一方が異常状態で動作しているか否かを検出する第1の異常検出部と、
前記第1の異常検出部での検出結果に基づいて前記第1の保護信号を生成する第1の保護信号生成部と、
前記第1の信号検出端子で検出された前記第2の保護信号を用いて前記第2の保護動作が実行されているか否かを判定する第1の判定部と、
を有し、
前記第2の保護部は、
前記第2のスイッチング素子が異常状態で動作しているか否かを検出する第2の異常検出部と、
前記第2の異常検出部での検出結果に基づいて前記第2の保護信号を生成する第2の保護信号生成部と、
前記第2の信号検出端子で検出された前記第1の保護信号を用いて前記第1の保護動作が実行されているか否かを判定する第2の判定部と
を有する
請求項6に記載の半導体モジュール。
【請求項8】
前記第2の異常検出部に設けられて前記第2の駆動部が異常状態で動作しているか否かを検出する検出部と、
前記第1の異常検出部での検出結果、前記検出部での検出結果及び前記第2の判定部での判定結果に基づいて、前記第2のスイッチング素子の動作を継続させるための継続信号を生成して前記第2の駆動部に出力する継続信号生成部と
をさらに備える
請求項7に記載の半導体モジュール。
【請求項9】
前記継続信号生成部は、前記第1の異常検出部での検出結果に関わらず、同じ信号レベルの前記継続信号を生成する
請求項8に記載の半導体モジュール。
【請求項10】
前記第1の保護部及び前記第1の信号検出端子の組を複数備えられており、
複数の前記第1の信号検出端子は、自己と組になっていない残余の前記第1の保護部における前記第1の保護動作に基づく前記第1の保護信号も検出する
請求項3,4又は6から9のいずれか一項に記載の半導体モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、複数のスイッチング素子を備える半導体モジュールに関する。
続きを表示(約 1,800 文字)【背景技術】
【0002】
電力変換用の電力変換用絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor:IGBT)、還流ダイオード(Free Wheeling Diode:FWD)チップ、及び駆動・保護機能用集積回路(Integrated Circuit:IC)を1つのパッケージに集約したインテリジェントパワーモジュール(Intelligent Power Module:IPM)が知られている(例えば特許文献1)。
【0003】
IPMは、上相を構成する複数のIGBTと、当該複数のIGBTを駆動する駆動・保護用ICと、下相を構成する複数のIGBTと、当該複数のIGBTを駆動する駆動・保護用ICとを有している。下相用の駆動・保護用ICの電源は共通化されている。このため、下相用の駆動・保護用ICに供給される制御電源が低下すると、下相用の全ての駆動・保護用ICにおいて電源保護の動作が働く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2000-341960号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
下相を構成する複数のIGBTの中にブレーキ用のIGBTがある。ブレーキ用のIGBTは、上相を構成する複数のIGBT及び下相を構成する複数のIGBTに供給される電圧の上昇を抑えるために設けられている。ブレーキ用のIGBTを駆動する駆動・保護用ICも下相用の駆動・保護用ICと電源が共通化されている。
【0006】
ブレーキ用の駆動・保護用ICを除く下相用の駆動・保護用ICで過電流保護動作又はチップ加熱保護動作が働いた場合、ブレーキ用の駆動・保護用ICは動作可能となっている。しかしながら、ブレーキ用の駆動・保護用ICを除く下相用の駆動・保護用ICで電源保護が働いた場合、電源が共通化されているためブレーキ用の駆動・保護用ICにも保護がかかってしまう。ブレーキ用を除く上相用及び下相用の駆動・保護用ICの少なくとも1つに保護動作が働いた時にブレーキ用の駆動・保護用ICが動作できないと、ブレーキ用のIGBTが動作しないことに起因して、回生動作ができずにIGBTに供給される電圧(正極側電位及び負極側電位の電位差)が定格電圧よりも高い電圧まで上昇してしまうという問題がある。
【0007】
本発明の目的は、保護動作が働いた場合でもスイッチング素子に供給される電力の上昇を防止することができる半導体モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の一態様による半導体モジュールは、負荷に電力を供給する第1のスイッチング素子と、前記第1のスイッチング素子を駆動する第1の駆動部と、前記第1のスイッチング素子及び前記第1の駆動部を異常状態の動作から保護する第1の保護動作を実行する第1の保護部と、前記第1のスイッチング素子に入力される電圧の大きさを調整する第2のスイッチング素子と、前記第2のスイッチング素子を駆動する第2の駆動部と、前記第2のスイッチング素子を異常状態の動作から保護する第2の保護動作を実行する第2の保護部とを備え、前記第2の保護部は、前記第2のスイッチング素子が異常状態で動作している場合に前記第2の保護動作を実行し、前記第1の保護部が前記第1の保護動作を実行しているか否かに関わらず前記第2の保護動作を実行しない。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一態様によれば、保護動作が働いた場合でもスイッチング素子に入力される電圧の上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本発明の第1実施形態による半導体モジュールの概略構成の一例を示すブロック図である。
本発明の第1実施形態による半導体モジュールに備えられたゲート駆動ユニット及びブレーキユニットの概略構成の一例を示す回路図である。
本発明の第2実施形態による半導体モジュールに備えられたゲート駆動ユニット及びブレーキユニットの概略構成の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
(【0011】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

富士電機株式会社
戸閉装置
23日前
富士電機株式会社
自動販売機
今日
富士電機株式会社
半導体装置
15日前
富士電機株式会社
半導体装置
1か月前
富士電機株式会社
半導体装置
27日前
富士電機株式会社
半導体装置
22日前
富士電機株式会社
半導体装置
15日前
富士電機株式会社
半導体装置
15日前
富士電機株式会社
半導体装置
1か月前
富士電機株式会社
半導体装置
2日前
富士電機株式会社
ショーケース
15日前
富士電機株式会社
電力変換装置
14日前
富士電機株式会社
省エネ制御装置
2日前
富士電機株式会社
無停電電源装置
24日前
富士電機株式会社
燃料電池発電装置
1か月前
富士電機株式会社
半導体モジュール
24日前
富士電機株式会社
応力解析システム
7日前
富士電機株式会社
レーザ式ガス分析計
7日前
富士電機株式会社
プロセッサシステム
23日前
富士電機株式会社
金属検知用アンテナ
27日前
富士電機株式会社
半導体装置の製造方法
24日前
富士電機株式会社
冷却器、電力変換装置
24日前
富士電機株式会社
ファームウェア管理装置
8日前
富士電機株式会社
遅延装置および遅延方法
22日前
富士電機株式会社
試験装置および試験方法
1か月前
富士電機株式会社
端末、方法及びプログラム
24日前
富士電機株式会社
半導体装置及びその製造方法
10日前
富士電機株式会社
半導体装置及びその製造方法
29日前
富士電機株式会社
ヒートポンプ式蒸気生成装置
3日前
富士電機株式会社
制御システムおよび制御方法
10日前
富士電機株式会社
電力変換装置及びその制御方法
今日
富士電機株式会社
リセット装置および半導体装置
1か月前
富士電機株式会社
半導体モジュール及び半導体装置
17日前
富士電機株式会社
板金結合構造及び板金の結合方法
23日前
富士電機株式会社
レーザー装置および分析システム
21日前
富士電機株式会社
電子装置及び電子装置の製造方法
7日前
続きを見る