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公開番号2025161198
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2024064185
出願日2024-04-11
発明の名称半導体モジュール
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人一色国際特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20251017BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】温度を示す信号を外部に出力できる半導体モジュールを提供する。
【解決手段】半導体モジュールは、第1及び第2端子と、電源側の第1スイッチング素子及び接地側の第2スイッチング素子をn組含む駆動回路と、前記n組の第1及び第2スイッチング素子のうち少なくとも1つのスイッチング素子の温度を検出する少なくとも1つの温度センサと、前記n組の第1及び第2スイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、前記第1及び第2端子を介して前記温度を示す信号を出力する出力回路と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１及び第２端子と、
電源側の第１スイッチング素子及び接地側の第２スイッチング素子をｎ組含む駆動回路と、
前記ｎ組の第１及び第２スイッチング素子のうち少なくとも１つのスイッチング素子の温度を検出する少なくとも１つの温度センサと、
前記ｎ組の第１及び第２スイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、
前記第１及び第２端子を介して前記温度を示す信号を出力する出力回路と、
を備える半導体モジュール。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体モジュールであって、
前記出力回路は、
前記第１端子のクロック信号に基づいて、前記第２端子を介して前記信号を出力する、
半導体モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体モジュールであって、
前記温度センサを複数含み、
前記出力回路は、
前記複数の温度センサのそれぞれの出力を順次選択する第１選択回路と、
選択回路の選択結果に基づいて、前記信号を送信する送信回路と、
を含む半導体モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体モジュールであって、
前記出力回路は、
所定電流を生成する電流源と、
前記複数の温度センサのそれぞれに前記所定電流が供給されるよう、前記複数の温度センサのそれぞれを順次選択する第２選択回路と、
を含む半導体モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体モジュールであって、
前記送信回路は、
前記選択結果を増幅する増幅回路と、
前記増幅回路の出力をデジタル値に変換するアナログ・デジタル変換回路と、
アナログ・デジタル変換回路からの出力に基づいて、前記信号を処理する処理回路と、
を有し、
前記アナログ・デジタル変換回路は、
前記第１及び第２スイッチング素子のスイッチング周波数の２倍以上の周波数で、前記増幅回路の出力を前記デジタル値に変換する、
半導体モジュール。
【請求項６】
請求項１～５の何れか一項に記載の半導体モジュールであって、
前記第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子の温度を検出する前記温度センサと、は電気的に分離される、
半導体モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体モジュールであって、
前記第２スイッチング素子の接地側の電極と、前記第２スイッチング素子の温度を検出する前記温度センサの接地側の電極と、を接続する配線を含む、
半導体モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体モジュールであって、
前記温度センサは、ダイオードである、
半導体モジュール。
【請求項９】
請求項７に記載の半導体モジュールであって、
前記温度センサは、ポリシリコンで形成された抵抗である、
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、半導体モジュールに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等のスイッチング素子、及び温度検出用のダイオード等を形成した半導体チップを含むモジュールがある（例えば、特許文献１～４参照）。このようなモジュールは、一般的に、電力変換装置用のＩＰＭ（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＰｏｗｅｒＭｏｄｕｌｅ）と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５８６２４３４号
国際公開第２０１７／１６９６９３号
特開２００５－１６６９８７号公報
特開２００１－１３３３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スイッチング素子に電流が流れ、スイッチング素子の温度が上昇し、過熱状態となると、スイッチング素子が破壊されることがある。また、スイッチング素子の温度の上昇又は低下は、スイッチング素子の寿命に影響する。したがって、スイッチング素子の温度を計測することが好ましい。
【０００５】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、温度を示す信号を外部に出力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】
【０００６】
前述した課題を解決する主たる本発明の半導体モジュールは、第１及び第２端子と、電源側の第１スイッチング素子及び接地側の第２スイッチング素子をｎ組含む駆動回路と、前記ｎ組の第１及び第２スイッチング素子のうち少なくとも１つのスイッチング素子の温度を検出する少なくとも１つの温度センサと、前記ｎ組の第１及び第２スイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、前記第１及び第２端子を介して前記温度を示す信号を出力する出力回路と、を備える半導体モジュールである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、温度を示す信号を外部に出力できる半導体モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
パワーモジュール１の全体構成の一例を示す図である。
温度検出回路９の構成の一例を示す図である。
温度検出回路９の動作の一例を示す図である。
駆動回路１０の構成の一例を示す図である。
温度検出回路１２の構成の一例を示す図である。
温度検出回路１２の動作の一例を示す図である。
パワーモジュール１ａの全体構成の一例を示す図である。
パワーモジュール１３の一部の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。
＝＝＝＝＝本実施形態＝＝＝＝＝
＜＜＜パワーモジュール１の全体構成について＞＞＞
図１は、本実施形態におけるパワーモジュール１の全体構成を示すブロック図である。
【００１０】
本実施形態のパワーモジュール１は、マイコン２からの指示に基づいて、負荷である３相モータ８を駆動する半導体モジュール、すなわち、ＩＰＭである。パワーモジュール１は、ＨＶＩＣ３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ、ＬＶＩＣ３Ｘ，３Ｙ，３Ｚ、駆動回路４、温度検出回路９、及び端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗ，Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ，Ｔｃ，Ｔｄ，Ｐ，Ｎ，Ｕ，Ｖ，Ｗを含んで構成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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