CN104736981A - 半导体芯片温度推定装置及过热保护装置 - Google Patents

半导体芯片温度推定装置及过热保护装置 Download PDF

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Abstract

在对与热敏电阻一起内置于半导体模块中的半导体芯片的温度进行推定的半导体芯片温度推定装置中，具备：利用半导体芯片内的半导体开关元件的电流及开关频率等并通过运算对半导体芯片的损耗进行推定的损耗计算部(2)；预先存储有温度上升量与半导体芯片的损耗之间的相关关系的存储部(3A)，所述温度上升量是由热敏电阻检测出的温度检测值与用于对半导体模块进行冷却的制冷剂等冷却要素的温度之差；利用从损耗计算部(2)输出的半导体芯片损耗推定值与所述相关关系，并通过运算推定出热敏电阻的温度上升量的单元；以及从该温度检测值减去热敏电阻温度上升量推定值来推定冷却要素温度的加减运算(22)，该半导体芯片温度推定装置将冷却要素温度推定值作为基础温度来推定半导体芯片的温度。由此，无需检测冷却要素温度的热敏电阻，而实现功率转换器的小型化，并降低成本。

Description

半导体芯片温度推定装置及过热保护装置
技术领域
本发明涉及一种例如构成半导体模块的半导体芯片的温度推定装置、以及使用该温度推定装置以用于保护功率转换器发生过热故障的过热保护装置。
背景技术
在搭载有半导体模块的功率转换器中，已知有如下的实现半导体芯片或功率转换器的过热保护的方法：即，对构成半导体模块的半导体芯片的温度进行推定，在推定出的温度超过容许温度以至于对半导体芯片产生破坏前，对流过半导体芯片的电流进行限制。专利文献1、2中公开了上述那样的对半导体芯片的温度进行推定的现有技术。
图7是表示专利文献1所记载的现有技术的框图。
图7中，101是与三相交流电源(未图示)相连的整流电路，102是滤波电容器，103是设有逆变器104及热敏电阻105的散热器，106是由逆变器104进行驱动的电动机。另外，200是控制逆变器104的半导体开关元件的控制装置，201、202是第1、第2设定温度，203是电流检测器，204、205是比较器，206是电流阻断功能，207是电流限制功能，208是PWM控制部，209是温度检测部，210是Tj(结温)推定部。
在现有技术中，通过热敏电阻105及温度检测部209而得到的散热器103的温度检测值、由电流检测器203检测出的电动机106的电流检测值、以及由PWM控制部208获得的驱动信号(载波频率)被输入至Tj推定部210。Tj推定部210中，基于电流检测值以及驱动信号来求出与导通损耗及开关损耗相对应的温度上升量，将该温度上升量与散热器103的温度检测值进行加法运算来推定半导体开关元件的结温(半导体芯片温度)。
然后，在推定出的半导体芯片温度超过第1设定温度201的情况下，利用电流限制功能207对逆变器104的电流进行限制，而在半导体芯片温度超过比第1设定温度201还要高的第2设定温度202的情况下，利用电流阻断功能206来阻断逆变器104的电流，实现过热保护。
此外，专利文献2中公开了如下的功率转换器的控制装置，其在同步电动机处于安装状态时，对逆变器的输出电流进行限制，以使得半导体芯片温度推定值不超过容许值。
在专利文献1、2所记载的现有技术中，将利用热敏电阻等温度传感器检测出的温度检测值视作为用于对半导体芯片进行冷却的冷却体或制冷剂的温度检测值，通过将因半导体芯片的损耗而引起的温度上升量与该温度检测值进行加法运算，从而推定出半导体芯片的温度。
例如，图8是表示图7的Tj推定部210中的半导体芯片的温度推定功能的概念图，210a是温度上升推定单元，210b是加减运算单元，210c是半导体芯片损耗计算部，210d是半导体芯片温度上升量计算部。如图所示，在Tj推定部210中，因半导体芯片的损耗而引起的温度上升量推定值以及利用热敏电阻105检测出的温度检测值的加法运算值作为半导体芯片的温度推定值来进行输出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3075303号公报(段落[0006]、图1等)
专利文献2：日本专利特开2005-124387号公报(段落[0021]～[0030]、图1等)
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述，在专利文献1、2中，具有如下前提：即，需要检测出作为推定半导体芯片温度的基准温度的冷却体温度或制冷剂温度，因此需要在冷却体上设置热敏电阻等温度传感器。
因此，存在如下问题：因上述温度传感器而导致构件数量增多，功率转换器的成本上升、导致大型化。
对于上述问题，存在如下方法：通过在由多个半导体芯片构成的半导体模块中内置热敏电阻，从而无需另外对冷却体等设置热敏电阻，而通过内置于半导体模块中的热敏电阻来推定冷却体等的温度。然而，根据该方法，有时由于热敏电阻附近的半导体芯片发热的影响，而热敏电阻可能无法准确地推定冷却体等的温度。
另外，还存在如下方法：利用内置于半导体模块的热敏电阻来推定半导体芯片的温度，进行过热保护。然而，在该方法中存在如下问题：即，在位于远离热敏电阻的位置上的半导体芯片发热，而热敏电阻附近的半导体芯片几乎不发热的状态下，由于热敏电阻几乎不受到位于较远位置上的半导体芯片的发热影响，因此无法有效地进行过热保护。
因此，本发明所要解决的问题是提供一种半导体芯片温度推定装置，其在热敏电阻等温度传感器附近的半导体芯片发热的情况下，通过准确地推定作为推定半导体芯片温度的基准温度的冷却体温度或制冷剂温度(以下统称为“制冷要素”)，从而也无需用于检测冷却要素的温度的温度传感器，能实现功率转换器的成本降低及小型化。另外，本发明所要解决的另一问题在于，提供一种过热保护装置，其通过基于半导体芯片温度推定值的电流限制动作来保护半导体芯片或功率转换器不产生过热故障。
解决技术问题所采用的技术方案
为解决上述问题，本发明的半导体芯片温度推定装置涉及一种对与热敏电阻等温度传感器一起内置于半导体模块中的半导体芯片的温度进行推定的半导体芯片温度推定装置。
首先，权利要求1所涉及的半导体芯片温度推定装置包括：
第1推定单元，该第1推定单元至少利用半导体芯片内的半导体开关元件的电流以及开关频率，并通过运算来推定半导体芯片的损耗；
存储单元，该存储单元预先存储有温度上升量与半导体芯片的损耗之间的相关关系，其中，所述温度上升量是由温度传感器所测定出的温度检测值与用于冷却半导体模块的制冷剂或冷却体等冷却要素的温度之间的差；
第2推定单元，该第2推定单元利用从第1推定单元输出的半导体芯片的损耗推定值以及所述相关关系，来推定出温度传感器的温度上升量；以及
第3推定单元，该第3推定单元将温度传感器所检测出的温度检测值减去从第2推定单元输出的温度传感器的温度上升量推定值，从而推定出冷却要素温度，
将从第3推定单元输出的冷却要素温度的推定值作为基础温度，来推定半导体芯片的温度。
权利要求2所涉及的半导体芯片温度推定装置的特征在于，权利要求1中的所述相关关系通过利用一次滞后要素来对温度传感器的温度上升量与半导体芯片的损耗之间的关系进行近似而得到。
权利要求3所涉及的半导体芯片温度推定装置分别对应多个半导体芯片设置权利要求1中的第1推定单元、存储单元以及第2推定单元，第3推定单元将温度传感器所检测出的温度检测值减去从多个第2推定单元输出的多个温度上升量推定值之和，从而推定出冷却要素温度。
权利要求4所涉及的半导体芯片温度推定装置的特征在于，权利要求1中的所述相关关系通过利用多个一次滞后要素之和来对温度传感器的温度上升量与半导体芯片的损耗之间的关系进行近似而得到。
权利要求5所涉及的半导体芯片温度推定装置在权利要求1至4中任一项所记载的半导体芯片温度推定装置中，设置通过运算来推定半导体芯片的温度上升量的第4推定单元，对从该第4推定单元输出的半导体芯片温度上升量推定值与从第3推定单元输出冷却要素温度推定值进行加法运算，从而求出半导体芯片的温度推定值。
权利要求6所涉及的半导体芯片温度推定装置中，权利要求5中的第4推定单元包括：第5推定单元，该第5推定单元至少利用半导体芯片内的半导体开关元件的电流以及开关频率，并通过运算来推定半导体芯片的损耗；以及第6推定单元，该第6推定单元利用从该第5推定单元输出的半导体芯片的损耗推定值，并通过运算来推定出半导体芯片的温度上升量。
权利要求7所涉及的半导体芯片温度推定装置的特征在于，在权利要求1至4中任一项所记载的半导体芯片温度推定装置中，所述冷却要素是用于冷却所述半导体模块的制冷剂。
权利要求8所涉及的过热保护装置中具备如下单元：在从权利要求1至4中任一项所记载的半导体芯片温度推定装置输出的半导体芯片的温度推定值超过设定值时，对半导体芯片内的半导体开关元件的动作进行控制，从而对流过半导体开关元件的电流进行限制的单元。
发明效果
根据本发明，无需另外对冷却剂或冷却体等冷却要素设置热敏电阻等温度传感器，就能推定冷却要素温度。因此，能减少构件数量，实现功率转换器的小型化，并降低成本。
另外，即使温度传感器受到附近的半导体芯片的发热影响，也能通过从温度传感器所检测到的温度检测值中减去基于规定的相关关系的温度上升量，来高精度地推定出冷却要素温度。
如上所述，本发明中冷却要素温度推定值的可靠性较高，因此以该冷却要素温度推定值作为基础温度的半导体芯片温度推定值的可靠性也较高，能够安全且可靠地对半导体芯片或功率转换器进行过热保护。
附图说明
图1是使用本发明的实施方式的功率转换器的框图。
图2是表示实施方式中的半导体芯片温度推定装置的第1实施例的主要部分的框图。
图3是表示实施方式中的半导体芯片温度推定装置的第2实施例的主要部分的框图。
图4是表示实施方式中的半导体芯片温度推定装置的第3实施例的主要部分的框图。
图5是表示实施方式中的半导体芯片温度推定装置的第4实施例的主要部分的框图。
图6是表示实施方式中的半导体芯片温度推定装置的第5实施例的框图。
图7是专利文献1所记载的现有技术的构成图。
图8是表示图7的Tj推定部中的半导体芯片的温度推定功能的示意图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式。
首先，图1是使用本发明的实施方式的功率转换器的框图。该功率转换装置包括：利用由三相逆变器构成的功率转换器来对电动机进行驱动的主电路、以及所述逆变器的控制装置。
图1的主电路中，10是施加有直流电压的滤波电容器，11～16是由IGBT等半导体开关元件及回流二极管构成的半导体芯片，17是作为温度传感器的热敏电阻，18是半导体模块，19是电流检测器，20是作为逆变器负载的电动机，21是冷却半导体芯片11～16的散热器。
此外，半导体开关元件的种类、数量、功率变换器的种类、相数没有特别限定。
另一方面，控制装置具有本实施方式的半导体芯片温度推定装置6，该半导体芯片温度推定装置6中输入有来自热敏电阻17的温度检测值、由电流检测器19检测出的电动机20的电流检测值、以及来自后述的PWM电路8的载波频率。半导体芯片温度推定装置6包括冷却要素温度推定部1、半导体芯片温度上升量推定部4、以及将两者的输出进行加法运算的加减运算单元5，从半导体芯片温度推定装置6输出的半导体芯片温度推定值被输入至电流限制指令电路7。
电流限制指令电路7在半导体芯片温度推定值超过设定值的情况下，生成电流限制指令，以对流过半导体开关元件的电流(逆变器的输出电流)进行限制。此处，电流限制指令也包含将电流限制为0(使半导体开关元件截止)的指令。
上述电流限制指令被输入至PWM电路8。该PWM电路8基于来自未图示的控制电路的电压指令来生成PWM信号，并输出至后续的栅极驱动电路9。栅极驱动电路9通过生成栅极信号，来使半导体芯片11～16内的半导体开关元件导通、截止，从而利用由半导体芯片11～16构成的逆变器的直交流开关动作将三相交流电提供给电动机20。
接下来，参照图2～图6对本实施方式所涉及的半导体芯片温度推定装置6的实施例进行说明。
此外，在以下实施例中，用于对图1中的半导体模块18进行冷却的冷却要素为对散热器21进行强制冷却的水等制冷剂，图1中的冷却要素温度推定部1被具体化为制冷剂温度推定部1B～1D。此处，冷却要素可以使用制冷剂以外的冷却翅片等冷却体，在该情况下，推定冷却体温度以作为冷却要素温度。
首先，图2是表示半导体芯片温度推定装置6的第1实施例的主要部分即冷却温度推定部1A的框图。
图2中，制冷剂温度推定部1A具备：半导体芯片损耗计算部2、存储有热敏电阻温度上升量与半导体芯片损耗之间的相关关系的相关关系存储部3A、以及利用图示的标号来对相关关系存储部3A的输出与热敏电阻温度检测值进行加减运算的加减运算单元22。该制冷剂温度推定部1A由CPU及存储器等硬件和执行规定运算的软件来构成，这一点在后述的制冷剂温度推定部1B～1D及半导体芯片温度上升量推定部4中也相同。
此外，半导体芯片损耗计算部2构成权利要求中的第1推定单元，相关关系存储部3A构成权利要求中的存储单元及第2推定单元，加减运算单元22构成权利要求中的第3推定单元。
半导体芯片损耗计算部2具有推定计算1个半导体芯片的损耗的功能，输入有由电流检测器19检测出的电流检测值或来自PWM电路8的载波频率(开关频率)等对半导体芯片的损耗进行推定所需的信息。此外，优选为，半导体芯片损耗计算部2中，在输入有上述电流检测值、载波频率之外，还输入有开关元件、回流二极管的特性等，利用这些数据对各个开关元件、回流二极管的导通损耗及开关损耗进行推定运算，并将所得到的导通损耗与开关损耗之和作为半导体芯片损耗推定值来进行输出。
图2的相关关系存储部3A预先存储有热敏电阻温度上升量与半导体芯片损耗之间的相关关系。
此处，有热敏电阻温度上升量(＝热敏电阻温度检测值-制冷剂温度)是指以制冷剂温度为基准温度且因半导体芯片的发热而产生的热敏电阻17的温度检测值，可预先测定。此外，设制冷剂温度恒定。
另外，由于因半导体芯片损耗而引起的发热与热敏电阻温度检测值之间的关系也能预先测定，因此能预先求出对半导体芯片损耗与热敏电阻温度上升量之间的相关关系，并存储至相关关系存储部3A中。
通过使用由此存储在相关关系存储部3A中的相关关系，并根据半导体芯片损耗推定值2来推定出热敏电阻温度上升量，并将该热敏电阻温度上升量推定值输入至加减运算单元22。
另一方面，利用内置于半导体模块18中的热敏电阻17来检测出的温度检测值也被输入至加减运算单元22。在加减运算单元22中，通过从该热敏电阻温度检测值(如上所述，热敏电阻温度检测值＝热敏电阻温度上升量+制冷剂温度)减去所述热敏电阻上升量推定值，从而能推定出制冷剂温度。
此外，若利用加减运算单元5来对该制冷剂温度推定值、与图1中的半导体芯片上升量推定部4的输出(半导体芯片温度上升量推定值)进行加法运算，则能求出半导体芯片温度推定值。电流限制指令电路7在该半导体芯片温度推定值超过设定值时输出电流限制指令，通过经由PWM电路8使半导体开关元件的占空比发生变化，或使半导体开关元件截止等电流限制动作，来进行保护动作。
半导体芯片温度上升量推定部4的结构通过下述的第5实施例来进行说明，但基本上与图8所示的温度上升推定单元210a相同即可。
如上所述，根据第1实施例，能够通过利用热敏电阻内置的半导体模块18来将该温度检测值与对半导体芯片的损耗进行推定所需的信息一起输入至制冷剂温度推定部1A中，从而无需另外设置热敏电阻就能推定出制冷剂温度。由此，无需增加构件数量就能进行过热保护，从而能降低功率转换器的成本，实现小型化。
此处，在图8所示的现有技术中，将热敏电阻温度检测值(冷却体或制冷剂的温度检测值)用作为半导体芯片温度推定值的基准温度，利用加减运算单元210b将该基准温度与半导体芯片温度上升量推定值进行加法运算，从而计算出半导体芯片温度推定值、
该情况下，若用于检测冷却体或制冷剂的温度的热敏电阻附近配置的半导体芯片发热，则热敏电阻会受到该半导体芯片发热的影响，因此无法准确地推定出冷却体或制冷剂的温度。因此，如图8所示，在直接将热敏电阻温度检测值用作为基准温度来对半导体芯片的温度进行推定的情况下，半导体芯片温度的推定误差变大，可能无法安全、可靠地进行过热保护。
对此，根据本实施例，利用将波及热敏电阻的半导体芯片的发热影响考虑在内的相关关系，来推定热敏电阻温度上升量，因此从热敏电阻温度检测值减去该温度上升量推定值，从而准确地推定出制冷剂温度，其结果是，能高精度地推定出半导体芯片温度。
接着，图3是表示半导体芯片温度推定装置6的第2实施例的主要部分即冷却温度推定部1B的框图。该第2实施例中，利用具体由数学式1表示的一次滞后要素来对相关关系存储部3B中存储的热敏电阻温度上升量与半导体芯片损耗之间的相关关系来进行近似。
[数学式1]
Rth＝R×{1-exp(-t/Tc)}
Rth：热敏电阻温度上升量与半导体芯片损耗之间的相关关系(一次滞后要素)
R：半导体芯片的恒温电阻[K/W]
Tc：热时间常数
除了上述方法以外，还列举了将热敏电阻温度上升量与半导体芯片损耗之间的相关关系以表格数据的方式来进行表示的方法，在该方法中，必须忽视热敏电阻温度上升量中的热时间常数Tc的影响，从而在例如作为负载的电动机20处于低速运转或加减速运转时，无法推定出电流过渡性地进行变化时的热敏电阻温度上升量。
从上述观点来看，通过利用数学式1那样的一次滞后要素来对所述相关关系进行近似，从而能准确且实时地推定出制冷剂温度，乃至半导体芯片温度。
此外，数学式1中的恒温电阻R具有如下关系：R≈半导体芯片温度上升量/半导体芯片损耗，因此易于根据半导体芯片损耗推定值并利用数学式1的相关关系Rth来推定出热敏电阻温度上升量。
图4是表示半导体芯片温度推定装置6的第3实施例的主要部分即冷却温度推定部1C的框图。
该第3实施例中，推定出对热敏电阻温度上升带来影响的多个半导体芯片的损耗，利用热敏电阻温度上升量与半导体芯片损耗之间的相关关系来分别求出热敏电阻温度上升量推定值，将这些多个热敏电阻温度上升量推定值进行加法运算，并从热敏电阻温度检测值中减去，从而推定出制冷剂温度。
图4中，半导体芯片损耗计算部2C1、2C2例如如图1中的半导体芯片11、12那样分别推定出2个半导体芯片的损耗，各计算部2C1、2C2的功能与图2、图3中的导体芯片损耗计算部2相同。
另外，相关关系存储部3C1、3C2如第2实施例那样，例如利用一次滞后要素来对热敏电阻温度上升量与半导体芯片损耗之间的相关关系进行近似。其中，一般来说，上述相关关系因各半导体芯片与热敏电阻17之间的位置关系的不同而不同，因此存储于相关关系存储部3C1、3C2中的相关关系未必相同。
通过加减运算单元23，对与第2实施例同样地利用各个相关关系来推定出的热敏电阻温度上升量推定值进行加法运算，并在后续的加减运算单元22中从热敏电阻温度检测值中减去该加法运算值，来求出制冷剂温度推定值。
根据该第2实施例，在不仅热敏电阻17附近的半导体芯片对热敏电阻的温度上升产生影响，并且因远离热敏电阻17进行配置的半导体芯片的发热也对热敏电阻的温度上升产生影响的情况下，利用该多个半导体芯片的每一个的损耗与热敏电阻温度上升量之间的相关关系，来推定出热敏电阻温度上升量，从而能更准确地推定制冷剂温度，进而高精度地推定出半导体芯片温度。
此外，图4中示出了对热敏电阻温度上升产生影响的半导体芯片有2个的情况，但当然也可以对三个以上的半导体芯片分别进行损耗推定，并设定相关关系，与上述同样地推定出热敏电阻温度上升量。
接着，图5是表示半导体芯片温度推定装置6的第4实施例的主要部分即冷却温度推定部1D的框图。
该第4实施例中，利用例如数学式2所示的多个一次滞后要素之和来对相关关系存储部3D中存储的热敏电阻温度上升量与半导体芯片损耗之间的相关关系来进行近似。此外，该数学式2是将数学式1中所示的一次滞后要素叠加n个后得到的数学式。
[数学式2]
R th Σ k = 1 n R k × { 1 - exp ( - t / T c ) }
Rth：热敏电阻温度上升量与半导体芯片损耗之间的相关关系(一次滞后要素)
R：半导体芯片的恒温电阻[K/W]
Tc：热时间常数
根据第4实施例，如第2实施例那样，即使是无法利用单一的一次滞后要素来进行近似的相关关系，也能通过组合多个一次滞后要素来近似实际的相关关系来进行模拟，从而能更高精度地推定制冷剂温度。
此外，图6是表示半导体芯片温度推定装置6的第5实施例的框图。
该第5实施例中，具备图2的第1实施例所示的制冷剂温度推定部1A、图1中的半导体芯片温度上升量推定部4以及加减运算单元5，相当于对图1中的半导体芯片温度推定装置6的整个结构进行了具体化。
此处，制冷剂温度推定部1A的结构、功能与第1实施例相同。
半导体芯片温度上升量推定部4的结构与图8中的温度上升推定单元210a实质相同，具备半导体芯片损耗计算部41以及半导体芯片温度上升量计算部42。
半导体芯片损耗计算部41与制冷剂温度推定部1A的半导体芯片损耗计算部2相同，具有对一个半导体芯片的损耗进行推定运算的功能，基于图1的电流检测器19所检测出的电流检测值、来自PWM电路8的载波频率等对半导体芯片的损耗进行推定所需的信息来对半导体芯片的损耗进行推定。半导体芯片温度上升量计算部42基于半导体芯片损耗推定值来对因与该损耗相对应的发热而产生的温度上升量进行推定，并作为半导体芯片温度上升量推定值来进行输出。
在上述结构中，半导体芯片温度上升量推定部4构成权利要求中的第4推定单元，半导体芯片信号计算部41构成第5推定单元，半导体芯片温度上升量计算部42构成第6推定单元。
此外，若利用加减运算单元5来对从制冷剂温度推定部1A输出的制冷剂温度推定值与从半导体芯片温度上升量推定部4输出的半导体芯片上升量推定值进行加法运算，则能求出半导体芯片温度推定值。将该半导体芯片温度推定值输入至图1中的电流限制指令电路7，与设定值进行比较，从而根据需要来进行电流限制动作等即可。
该第5实施例中，在热敏电阻17附近的半导体芯片发热的情况下，制冷剂温度推定部1A不会受到上述半导体芯片的发热的影响，能实时且高精度地推定制冷剂温度，通过将该制冷剂温度推定值与半导体芯片温度上升量推定值进行加法运算，从而高精度地推定出半导体芯片温度，能起到半导体芯片或功率转换器的过热保护的作用。
此外，也可以不使用图6中的制冷剂温度推定部1A，而使用图3～图5(第2～第4实施例)中的制冷剂温度推定部1B～1D。
工业上的实用性
本发明所涉及的半导体芯片温度推定装置能用于具有IGBT、FET、晶闸管等各种半导体开关元件的半导体芯片的温度推定。另外，本发明所涉及的过热保护装置能用于将上述半导体芯片作为半导体模块来进行搭载的逆变器、转换器、斩波器等各种功率转换器的过热保护。
标号说明
1：冷却要素温度推定部
1A、1B、1C、1D：制冷剂温度推定部
2、2C1、2C2：半导体芯片损耗计算部
3A、3B、3C1、3C2、3D：相关关系存储部
4：半导体芯片温度上升量推定部
5、22、23：加减运算单元
6：半导体芯片温度推定装置
7：电流限制指令电路
8：PWM电路
9：栅极驱动电路
10：滤波电容器
11～16：半导体芯片
17：热敏电阻
18：半导体模块
19：电流检测器
20：电动机
21：散热器
41：半导体芯片损耗计算部
42：半导体芯片温度上升量计算部

Claims (8)

1.一种半导体芯片温度推定装置，对与温度传感器一起内置于半导体模块中的半导体芯片的温度进行推定，其特征在于，具备：
第1推定单元，该第1推定单元至少利用所述半导体芯片内的半导体开关元件的电流以及开关频率，并通过运算来推定所述半导体芯片的损耗；
存储单元，该存储单元预先存储有温度上升量与所述半导体芯片的损耗之间的相关关系，其中，所述温度上升量是由所述温度传感器所测定出的温度检测值与冷却所述半导体模块的冷却要素温度、即冷却要素温度之间的差；
第2推定单元，该第2推定单元利用从所述第1推定单元输出的所述半导体芯片的损耗推定值以及所述相关关系，并通过运算来推定出所述温度传感器的温度上升量；以及
第3推定单元，该第3推定单元将所述温度传感器所检测出的温度检测值减去从所述第2推定单元输出的所述温度传感器的温度上升量推定值，从而推定出所述冷却要素温度，
将从所述第3推定单元输出的所述冷却要素温度的推定值作为基础温度，来推定所述半导体芯片的温度。
2.如权利要求1所述的半导体芯片温度推定装置，其特征在于，
所述存储单元中存储的相关关系通过利用一次滞后要素来对所述温度传感器的温度上升量与所述半导体芯片的损耗之间的关系进行近似而得到。
3.如权利要求1所述的半导体芯片温度推定装置，其特征在于，
与多个半导体芯片分别相对应地设置所述第1推定单元、所述存储单元以及所述第2推定单元，所述第3推定单元将所述温度传感器所检测出的温度检测值减去从多个所述第2推定单元输出的所述温度传感器的温度上升量推定值之和，从而推定出所述冷却要素温度。
4.如权利要求1所述的半导体芯片温度推定装置，其特征在于，
所述存储单元中存储的相关关系通过利用多个一次滞后要素之和来对所述温度传感器的温度上升量与所述半导体芯片的损耗之间的关系进行近似而得到。
5.如权利要求1至4中任一项所述的半导体芯片温度推定装置，其特征在于，
设置通过运算来推定所述半导体芯片的温度上升量的第4推定单元，对从该第4推定单元输出的半导体芯片温度上升量与从所述第3推定单元输出的冷却要素温度推定值进行加法运算，从而求出所述半导体芯片的温度推定值。
6.如权利要求5所述的半导体芯片温度推定装置，其特征在于，
所述第4推定单元包括：
第5推定单元，该第5推定单元至少利用所述半导体芯片内的半导体开关元件的电流以及开关频率，并通过运算来推定所述半导体芯片的损耗；以及
第6推定单元，该第6推定单元利用从所述第5推定单元输出的所述半导体芯片的损耗推定值，并通过运算来推定出所述半导体芯片的温度上升量。
7.如权利要求1至4中任一项所述的半导体芯片温度推定装置，其特征在于，
所述冷却要素是冷却所述半导体模块的制冷剂。
8.一种过热保护装置，其特征在于，
具备限制单元，其在从权利要求1至4中任一项所述的半导体芯片温度推定值输出的所述半导体芯片的温度推定值超过设定值时，对所述半导体开关元件的动作进行控制，从而对流过所述半导体开关元件的电流进行限制。
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