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公開番号2025042763
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-28
出願番号2023149881
出願日2023-09-15
発明の名称半導体素子駆動装置
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H03K 17/08 20060101AFI20250321BHJP(基本電子回路)
要約【課題】外部で識別信号からエラー状態の種類を早期に識別可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体素子駆動装置は、エラー状態に対応するエラー信号を生成する複数のエラー状態検出回路と、複数のエラー状態検出回路でそれぞれ生成された複数のエラー信号に基づいて、エラー状態の種類ごとに波形が異なり、かつ、各エラー信号よりもパルス幅が小さいエラー状態識別信号を生成するエラー状態識別信号生成回路と、エラー状態識別信号を出力するエラー状態識別信号出力端子とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体素子を駆動する半導体素子駆動装置であって、
それぞれが、前記半導体素子または前記半導体素子駆動装置のエラー状態を検出し、検出された前記エラー状態に対応するエラー信号を生成する複数のエラー状態検出回路と、
複数のエラー状態検出回路でそれぞれ生成された複数の前記エラー信号に基づいて、前記エラー状態の種類ごとに波形が異なり、かつ、各前記エラー信号よりもパルス幅が小さいエラー状態識別信号を生成するエラー状態識別信号生成回路と、
前記エラー状態識別信号を出力するエラー状態識別信号出力端子と、
前記エラー状態識別信号に基づいて、前記半導体素子を保護するための保護動作信号を生成する保護動作信号生成回路と、
前記保護動作信号を出力する保護動作信号出力端子と、
前記保護動作信号に基づいて、前記半導体素子を保護する保護回路と
を備える、半導体素子駆動装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記複数のエラー状態検出回路は、
前記半導体素子駆動装置の電源電圧の異常状態を、前記エラー状態として検出する電源電圧異常検出回路と、
前記半導体素子がオン状態であるときの前記半導体素子の不飽和状態を、前記エラー状態として検出する不飽和状態検出回路と、
前記半導体素子のゲートの異常状態を、前記エラー状態として検出するゲート異常検出回路と、
前記半導体素子の温度の異常状態を、前記エラー状態として検出する温度異常検出回路と、
前記半導体素子の電流の異常状態を、前記エラー状態として検出する電流異常検出回路と
の少なくとも２つを含む、半導体素子駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記エラー状態識別信号のデューティ、周波数、及び、振幅の少なくともいずれか１つが前記エラー状態の前記種類ごとに異なることによって、前記エラー状態識別信号の前記波形が異なる、半導体素子駆動装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記保護動作信号のパルス幅は、前記エラー状態識別信号の出力期間以上である、半導体素子駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記半導体素子駆動装置の外部から、前記半導体素子を駆動するための駆動信号を受け取り、前記エラー状態識別信号生成回路と、前記エラー状態識別信号出力端子と、前記保護動作信号生成回路と、前記保護動作信号出力端子と、前記保護回路とを含む１次側回路と、
前記半導体素子を駆動し、前記複数のエラー状態検出回路を含む２次側回路と、
前記１次側回路で受け取った前記駆動信号をレベルシフトして前記２次側回路に伝達し、前記２次側回路で生成された前記複数のエラー信号をレベルシフトして前記１次側回路に伝達するレベルシフト回路と
をさらに備える、半導体素子駆動装置。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記半導体素子駆動装置の外部から、前記半導体素子を駆動するための駆動信号を受け取り、前記エラー状態識別信号出力端子と、前記保護動作信号生成回路と、前記保護動作信号出力端子と、前記保護回路とを含む１次側回路と、
前記半導体素子を駆動し、前記複数のエラー状態検出回路と、前記エラー状態識別信号生成回路とを含む２次側回路と、
前記１次側回路で受け取った前記駆動信号をレベルシフトして前記２次側回路に伝達し、前記２次側回路で生成された前記エラー状態識別信号をレベルシフトして前記１次側回路に伝達するレベルシフト回路と
をさらに備える、半導体素子駆動装置。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記半導体素子駆動装置の外部から、前記半導体素子を駆動するための駆動信号を受け取り、前記エラー状態識別信号出力端子と、前記保護動作信号生成回路と、前記保護動作信号出力端子と、前記保護回路とを含む１次側回路と、
前記半導体素子を駆動し、前記複数のエラー状態検出回路と、前記エラー状態識別信号生成回路とを含む２次側回路と、
前記１次側回路で受け取った前記駆動信号を直流信号以外の信号として前記２次側回路に伝達し、前記２次側回路で生成された前記エラー状態識別信号を直流信号以外の信号として前記１次側回路に伝達し、前記１次側回路と前記２次側回路との間の互いの直流信号を絶縁する絶縁素子と
をさらに備える、半導体素子駆動装置。
【請求項８】
請求項５から請求項７のうちのいずれか１項に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記１次側回路に含まれ、前記１次側回路の電源電圧の異常状態を検出する電源電圧異常検出回路をさらに備える、半導体素子駆動装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体素子駆動装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体素子を駆動する半導体素子駆動装置について様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、半導体素子駆動装置が、エラー状態ごとにパルス幅が異なる識別信号を生成することによって、外部制御装置が識別信号からエラー状態の種類を識別可能な技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－９３０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、識別信号のパルス幅が、エラー状態ごとのエラー信号のパルス幅よりも大きいので、識別信号の出力が開始してから終了するまでの時間が長い。このため、外部制御装置は、識別信号からエラー状態の種類を早期に識別できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、外部で識別信号からエラー状態の種類を早期に識別可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る半導体素子駆動装置は、半導体素子を駆動する半導体素子駆動装置であって、それぞれが、前記半導体素子または前記半導体素子駆動装置のエラー状態を検出し、検出された前記エラー状態に対応するエラー信号を生成する複数のエラー状態検出回路と、複数のエラー状態検出回路でそれぞれ生成された複数の前記エラー信号に基づいて、前記エラー状態の種類ごとに波形が異なり、かつ、各前記エラー信号よりもパルス幅が小さいエラー状態識別信号を生成するエラー状態識別信号生成回路と、前記エラー状態識別信号を出力するエラー状態識別信号出力端子と、前記エラー状態識別信号に基づいて、前記半導体素子を保護するための保護動作信号を生成する保護動作信号生成回路と、前記保護動作信号を出力する保護動作信号出力端子と、前記保護動作信号に基づいて、前記半導体素子を保護する保護回路とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、各エラー信号よりもパルス幅が小さいエラー状態識別信号が生成されるので、外部で識別信号からエラー状態の種類を早期に識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る半導体素子駆動装置の構成を示す図である。
実施の形態１に係るエラー状態識別信号生成回路の構成を示す回路図である。
実施の形態１に係るエラー状態識別信号生成回路の動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態１に係る保護動作信号生成回路の構成を示す回路図である。
実施の形態１に係る保護動作信号生成回路の動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態２に係る半導体素子駆動装置の構成を示す図である。
実施の形態３に係る半導体素子駆動装置の構成を示す図である。
実施の形態４に係る半導体素子駆動装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の各実施の形態で説明される特徴は例示であり、すべての特徴は必ずしも必須ではない。また、以下に示される説明では、複数の実施の形態において同様の構成要素には同じまたは類似する符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係る半導体素子駆動装置８１の構成を示す図である。半導体素子駆動装置８１は半導体素子１を駆動する。半導体素子１が設けられたチップ（図示せず）には、当該チップ内に埋め込まれた温度検出用ダイオード２と、半導体素子１のコレクタ－エミッタ間の電流と相関関係を有する電流を検出するための電流検出用トランジスタ３とが設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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