CN105264757B - 功率半导体模块的驱动控制方式以及功率半导体模块的控制电路 - Google Patents

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Abstract

设置在高压侧的IGBT利用该IGBT的感测功能进行电流检测，短路保护部判断检测到的电流为过电流则通过栅极驱动部防止IGBT受到过电流的破坏。短路保护部检测到过电流则向合成部输出警报信号。另外利用温度检测元件检测功率半导体模块内的温度，由温度信息生成部将检测到的温度转换为数字信号，将数字化的温度信息输出至合成部。在合成部将温度信息和警报信号进行合成，作为一个合成输出传输至低压侧的控制部。

Description

功率半导体模块的驱动控制方式以及功率半导体模块的控制 电路
技术领域
本发明涉及一种将从高压侧的功率半导体模块取得的温度信息和警报信号进行合成，经由光电耦合器等一个绝缘元件向低压侧的控制部传递信号，从而降低设置在高压侧和低压侧的界面的绝缘元件的数量的功率半导体模块的驱动控制方式以及控制电路。
背景技术
功率半导体模块包括：功率半导体器件的一种即附带传感器功能的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)(以下简称为IGBT)；与IGBT并联连接且流过与流过IGBT的电流反方向的电流的续流二极管(Free Wheeling Diode(以下简称为FWD))；以及检测模块内的温度的温度检测用二极管，该功率半导体模块在逆变器或斩波器电路等功率转换装置中被广泛采用。另外，作为该功率半导体模块的结构要素的IGBT、FWD以及温度检测用二极管形成在一个或多个半导体芯片上。
为了控制上文所述那样的功率半导体模块，已知采用如下方法：一般地，进行输出电流(具体为流过IGBT的感测区域的电流)的检测，检测有无短路，防止功率半导体模块的破坏，并且检测模块内的温度，抑制功率半导体模块的温度上升(参照下文专利文献2)。
图1是表示以往的功率半导体模块的驱动控制方式的结构的图。图1中，设置在高压侧的栅极驱动部51在IGBT61的栅极施加规定的驱动电压使IGBT进行动作，并且由栅极驱动部51接收从作为应对下文所述的半导体模块的异常的保护部的短路保护部52以及不足电压保护部53输出的信号，保护IGBT61。不足电压保护部53检测施加在栅极驱动部51的直流电压(未图示)的降低，填补电压不足，保护栅极驱动部51。另外，短路保护部52如下文所述进行动作，保护栅极驱动部51进而保护功率半导体模块60。
即，设置在高压侧的IGBT61利用该IGBT的感测功能进行流过IGBT的主电流的检测，由短路保护部52对检测到的主电流是否在规定期间连续超过预先设定的过电流保护电平进行检测，来判定过电流，若为过电流则切断栅极驱动部51进行的IGBT61的开关控制，防止过电流造成IGBT的破坏。另一方面，短路保护部52在检测到过电流后，经由设置在高压侧和低压侧之间的光电耦合器72(PC2)将警报信号从设置在低压侧的警报信号输出端向控制部(未图示)传输。通常，在警报信号中设定有锁存期间，在锁存期间维持警报状态，到警报锁存期间结束为止之前实施针对警报的处理(例如若能解除警报则进行解除等)。
一方面，利用设置在搭载功率半导体模块60的基板(半导体基板(芯片)或印刷基板等)上的温度检测元件(例如温度检测二极管)63检测包含功率半导体模块的基板温度，由温度信息生成部54将检测到的温度转换为数字信号(下文叙述)，将数字化后的温度信息经由设置在高压侧和低压侧之间的光电耦合器73(PC3)从设置在低压侧的温度信息输出端传输至控制部(未图示)。
上文中，由栅极驱动部51、短路保护部52、不足电压保护部53以及温度信息生成部54构成栅极驱动控制模块50，通常，该栅极驱动控制模块50被IC化。
设置在低压侧的控制部(未图示)例如由中央控制单元(CPU)或逻辑IC、或者搭载了逻辑IC和CPU的系统LSI等构成，分别接收从高压侧经由光电耦合器72(PC2)、光电耦合器73(PC3)发送过来的警报信号、温度信息，对这些内容进行解析，经由驱动信号输入端、光电耦合器71(PC1)来指示栅极驱动部51，以进行规定的处理。例如若控制部(未图示)通过警报状态的解析判断为需要保护功率半导体模块60不受过电流影响，则经由驱动信号输入端、光电耦合器71(PC1)指示栅极驱动部51使其停止IGBT61的导通截止动作并使其固定于断开。
另外若取得的温度信息超过规定的阈值，则控制部(未图示)为了降低功率半导体模块60的温度，例如将减轻过负载的指示与上文同样地经由驱动信号输入端、光电耦合器71(PC1)传输至栅极驱动部51，使其进行动作以减轻过负载。进行像这样的控制的系统的概要例如在下文专利文献2中公开。
图2是表示以往的功率半导体模块的驱动控制方式中温度信息和警报信号涉及的信号波形的图。图中的温度信息是利用温度检测元件63检测到的温度确定其脉冲导通宽度的占空(Duty)比的PWM信号，从温度信息生成部54经由光电耦合器73(PC3)传送至低压侧的控制部(未图示)。另外，图中的警报信号表示由二值状态构成的波形，即，在没有警报输出的正常动作时示出高电平状态，在有警报输出的保护动作时示出低电平状态，该警报信号从短路保护部52经由光电耦合器72(PC2)传送至低压侧的控制部(未图示)。
图3是表示以往的功率半导体模块的驱动控制方式中相对于温度信息的所述脉冲导通宽度的占空(Duty)比的设定的图。
图3将-50℃～200℃中IGBT的接合部温度(Tj℃＝结温)作为横轴，又将与其对应的脉冲导通宽度的规定周期所对应的占空(Duty)比(范围为5％～95％)作为纵轴，表示脉冲导通宽度相对于温度信息的占空比的设定。图2的温度信息的输出所使用的PWM信号的频率通常被设定为数kHz,但为了正确地表现温度信息需要精密地对温度信息的输出所使用的PWM信号的占空(Duty)比的变化进行图示，由于该图过于繁杂因此省略了表示PWM信号的精细的脉冲导通宽度的图示。
下述专利文献1中，公开了利用空芯型绝缘变压器的信号传输电路，该信号传输电路被分为上臂和下臂，在两个臂上设置有由附带感测功能的IGBT等构成的开关元件SWU、SWD，开关元件SWU、SWD由各个附带保护功能的栅极驱动器IC8、7驱动并且从附带保护功能的栅极驱动器IC侧，将SU2、SD2的警报输出(警报信号)和SU3、SD3的温度信息输出分别经由绝缘变压器TU2、TD2，TU3、TD3分开传输至控制电路侧。
下文的专利文献2中，公开了仅设置了与信号数量相对应的绝缘元件和端子的智能功率模块。具体而言，警报信号传播单元11由光电耦合器(绝缘元件)构成，另外，温度信息传播单元12也同样地由光电耦合器构成。还公开了从智能功率模块1向警报信号传播单元11和温度信息传播单元12并行地输出警报信号和温度信息。
如图1所示，对于一相的IGBT需要三个光电耦合器，若为大规模的IPM(智能功率模块(Intelligent Power Module))，则光电耦合器的数量增多，其发送接收端的端子数也增加，因此其搭载空间增大，成本也增加。例如，具备三相逆变器的六相的IPM中，光电耦合器的数量也需要3(个/相)×6相＝18个，连接到这些光电耦合器的连接端子也增加，因此存在装置结构增大，成本也增加这样的问题。
上述专利文献1记载的现有技术中，由于警报信号和温度信息分别单独地由两个绝缘变压器(绝缘元件)绝缘并被输出而构成，因此出现绝缘元件的数量增加，此外用于可由绝缘元件接收的输入输出端中端子数量增加这样的问题。
另外上述专利文献2中记载的现有技术中，绝缘元件使用光电耦合器，将警报信号和温度信息分别单独地由光电耦合器进行电气性绝缘并输出而构成，因此与上述专利文献1同样地出现绝缘元件的数量增加，另外用于经由绝缘元件收发信号的输入输出端的端子数量也增大这样的问题。
像这样，上述现有结构的功率半导体模块的驱动控制方式中，温度信息和警报信号由不同的电路生成并经由不同的光电耦合器等绝缘元件传送温度信息以及警报信号而构成，因此产生绝缘元件的数量增大，另外用于经由绝缘元件收发信号的输入输出端的端子数也增加这样的问题。
专利文献1：日本专利特开2008-277484号公报(图1)
专利文献2：日本专利特开平07-115354号公报(图1、图3)
发明内容
本发明的第一课题为，通过将从高压侧的功率半导体模块取得的温度信息和警报信号进行合成，经由一个绝缘元件传输至低压侧的控制部，从而减少用于使输入输出间完全电绝缘的绝缘元件的数量。
另外本发明的第二课题为，通过将从高压侧的功率半导体模块取得的温度信息和警报信号进行合成，经由一个绝缘元件传输至低压侧的控制部，从而减少用于从高压侧向低压侧传输信号的端子数量。
因此，本发明的功率半导体模块的驱动控制方式，是在高压侧设置驱动控制部和功率半导体模块且在低压侧具备对设置在所述高压侧的所述驱动控制部进行控制的控制部的功率半导体模块的驱动控制方式，所述驱动控制部包括：栅极驱动部，该栅极驱动部对功率半导体器件的栅极施加规定电压，从而控制该功率半导体器件的导通和断开；保护部，该保护部应对所述功率半导体器件的异常状态，并且在检测到异常状态后输出警报信号；温度信息生成部，该温度信息生成部将设置于所述功率半导体模块的基板上的温度检测元件检测到的温度转换为数字信号，生成温度信息；以及合成部，该合成部输入所述警报信号以及所述温度信息生成部生成的温度信息，对该输入的警报信号以及温度信息进行合成，该合成部对从所述功率半导体模块取得的温度信息和警报信号进行合成，将其合成输出向设置于所述高压侧和所述低压侧之间的一个绝缘元件输出。
上述中，所述保护部具有短路保护部，该短路保护部在检测到所述功率半导体器件的过电流后切断所述栅极驱动部对所述功率半导体器件的导通断开控制，并且输出过电流警报信号，所述警报信号由所述过电流警报信号构成。
另外上述中，所述保护部具有过热保护部，该过热保护部进行所述功率半导体器件的半导体模块的过热保护，并且输出过热警报信号，所述警报信号由所述过热警报信号构成。
另外上述中，所述合成部由计算所述温度信息和所述警报信号的逻辑与的与电路构成。
另外上述中，所述合成部插入在所述温度信息的输入输出路径中，对输入的所述温度信息和所述警报信号进行合成并输出，所述合成部由根据所述警报信号使所述温度信息的输入切断或通过的开关构成。
进一步地上述中，所述开关连接于温度信息输入输出端和基准电位之间，其导通和断开由所述警报信号控制。
另外上述中，所述开关由NPN晶体管构成，该NPN晶体管的集电极连接在所述温度信息输入输出端，发射极连接在所述基准电位，基极连接在逆变电路的输出侧，该逆变电路的输入侧连接在所述警报信号输入端。
另外上述中，所述开关由PNP晶体管构成，该PNP晶体管的发射极连接在所述温度信息输入输出端，集电极连接在所述基准电位，基极连接在所述警报信号输入端。
进一步地上述中，优选地，所述绝缘元件是光电耦合器。
另外本发明的功率半导体模块的控制电路，设置于高压侧，对设置于高压侧的功率半导体模块进行控制，其特征在于，包括：栅极驱动部，该栅极驱动部对功率半导体器件的栅极施加规定电压，从而控制该功率半导体器件的导通和断开；短路保护部，该短路保护部在检测到所述功率半导体器件的过电流后切断所述栅极驱动部对所述功率半导体器件的导通和断开控制，并且输出警报信号；温度信息生成部，该温度信息生成部将设置于所述功率半导体模块的基板上的温度检测元件检测到的温度转换为数字信号，生成温度信息；以及合成部，该合成部输入所述警报信号以及所述温度信息生成部生成的温度信息，对该输入的警报信号以及温度信息进行合成，该合成部对从所述功率半导体模块取得的温度信息和警报信号进行合成，将其合成输出向设置于所述高压侧和低压侧之间的一个绝缘元件输出。
根据本发明，与以往相比，能使每个相的IGBT减少一个所需的光电耦合器等绝缘元件的数量，因此能通过大幅减少应用于具备六相的IPM的三相逆变器这样的大型系统时的光电耦合器等绝缘元件的数量(六相的IPM可减少六个)从而确保搭载空间以及成本方面的有利性。
另外根据本发明，可减少光电耦合器所需的用于输入输出间的信号传输的端子数量，因此能确保搭载空间以及成本方面的有利性。
附图说明
图1是表示以往的功率半导体模块的驱动控制方式的结构的图。
图2是表示以往的功率半导体模块的驱动控制方式中温度信息和警报信号的信号波形的图。
图3是表示以往的功率半导体模块的驱动控制方式中相对于温度信息的所述脉冲导通宽度的占空(Duty)比的设定的图。
图4是表示本发明的实施方式涉及的功率半导体模块的驱动控制方式的结构的图。
图5是表示本发明的实施方式涉及的温度信息和警报信号的合成输出后的信号波形的图。
图6是表示本发明的实施方式涉及的合成部的第一实施例的图。
图7是表示本发明的实施方式涉及的合成部的第二实施例的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图4是表示本发明的实施方式涉及的功率半导体模块的驱动控制方式的结构的图。
图4所示的功率半导体模块20与图1所示的以往例同样地，包括：功率半导体器件的一种即附带感测功能的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)(以下简称为IGBT)21；与IGBT并联连接且流过与流过IGBT的电流反方向的电流的续流二极管(Free Wheeling Diode(以下简称为FWD))22；以及检测模块内的温度的温度检测二极管23。另外，作为该功率半导体模块的结构要素的IGBT、FWD以及温度检测用二极管形成在一个或多个半导体芯片上。另外，温度检测用二极管也可置换为热敏电阻等其它温度检测元件。
图4中，设置在高压侧的栅极驱动部11在IGBT21的栅极施加规定的驱动电压使IGBT21进行动作，并且接收从作为应对下文所述的半导体模块的异常的保护部的短路保护部12以及不足电压保护部13输出的信号，保护IGBT21。不足电压保护部13检测施加在栅极驱动部11的直流电压(未图示)的降低，填补电压不足，保护栅极驱动部11。另外短路保护部12进行如下文所述的动作，保护栅极驱动部11进而保护功率半导体模块20。即，
即，设置在高压侧的IGBT21利用该IGBT的感测功能进行流过IGBT的主电流的检测，由短路保护部12对检测到的主电流是否在规定期间连续超过预先设定的过电流保护电平进行检测，来判断过电流，若为过电流则通过由栅极驱动部11切断IGBT21的开关控制，防止过电流造成的IGBT的破坏。另一方面，短路保护部12检测过电流，向合成部15输出警报信号。通常，在警报信号中设定有锁存期间，在锁存期间维持警报状态，在警报锁存期间结束为止之前，实施针对警报的处理(例如若能解除警报则进行解除等)。
另一方面，使用设置在搭载了功率半导体模块20的基板(半导体模块(芯片)或印刷基板等)上的温度检测元件(例如温度检测二极管)23，检测包含功率半导体模块20的基板温度，由温度信息生成部14将检测到的温度转换为数字信号(下文叙述)，向合成部15输出数字化的温度信息。合成部15中，如图5所示，在没有警报输出的正常动作时仅输出温度信息，而在有警报输出的保护动作时合成温度信息和警报信号的输出，该合成输出即低电平的信号经由设置在高压侧和低压侧之间的光电耦合器3(PC3)从设置在低压侧的温度信息以及警报信号输出端传送至控制部(未图示)。
上文中，由栅极驱动部11、短路保护部12、不足电压保护部13、温度信息生成部14以及合成部15构成栅极驱动控制模块(控制电路)10，通常，该栅极驱动控制模块10被IC化。
设置在低压侧的控制部(未图示)，例如由中央控制单元(CPU)或逻辑IC、或者搭载了逻辑IC和CPU的系统LSI等构成，对从高压侧经由光电耦合器3(PC3)得到的温度信息以及警报信号输出的内容进行解析，经由驱动信号输入端、以及光电耦合器1(PC1)，指示栅极驱动部51来进行规定的处理。例如若控制部(未图示)对经由合成部15并由光电耦合器3(PC3)得到的警报信号进行解析从而判断需要保护功率半导体模块20不受过电流影响，则经由驱动信号输入端、光电耦合器1(PC1)指示栅极驱动部11停止IGBT21的导通断开动作使其固定于断开。
另外，控制部(未图示)对经由合成部15并由光电耦合器3(PC3)得到的警报信号的内容进行解析，经由驱动信号输入端、光电耦合器1(PC1)指示栅极驱动部11来进行降低功率半导体模块20的温度的处理。作为降低功率半导体模块20的温度的处理，例如将用于减轻过负载的指示经由驱动信号输入端、光电耦合器1(PC1)传输至栅极驱动部11，使其动作以减轻过负载。
像这样图4所示的本发明的实施方式涉及的功率半导体模块的驱动控制方式中，由于将在高压侧得到的温度信息和警报信号的合成输出经由一个光电耦合器3(PC3)传输至设置在低压侧的控制部(未图示)而构成，因此与以往的结构相比能减少光电耦合器的数量(具体而言每一相的IGBT减少一个)。
另外，图4所示的本发明的实施方式涉及的功率半导体模块的驱动控制方式中，由于将在高压侧得到的温度信息和警报信号的合成输出经由一个光电耦合器3(PC3)传输至设置在低压侧的控制部(未图示)而构成，因此与以往的结构相比能减少输入输出间用于信号传输的端子数量。即，若减少端子，则交换信号的对象也能减少对应的端子，因此一般地，能缩小装置规模，也能降低这部分成本。
图5是表示本发明的实施方式涉及的功率半导体模块的驱动控制方式中温度信息和警报信号的合成输出后的信号波形的图。
如图5所示，正常动作(无警报输出)时合成输出后的信号波形仅输出温度信息输出，另一方面，保护动作(有警报输出)时合成输出后的信号波形不输出温度信息输出，仅输出警报输出(警报信号)。即，保护动作(有警报输出)时温度信息和警报信号的合成输出波形被固定于低电平(具体例下文叙述)，不输出表示温度信息输出的PWM(脉冲宽度调制)信号。并且，在警报信号中设定锁存期间以低电平的警报信号维持在规定期间的方式设定，因此在该持续时间中识别表示温度信息输出的PWM信号的低电平和警报信号的低电平即可。由此，不需要表示该低电平为哪一个内容的其它信号。
进一步对该点进行说明，如上文所述，对温度信息生成部14中温度检测元件23检测到的温度(模拟信号)进行脉宽调制(PWM)从而转换为数字信息。该情况下，通常采用数kHz作为表示该温度信息的输出的PWM信号的被调制频率。因此，即使假设上述表示有警报输出的低电平期间是被调制频率1kHz的PWM信号中的期间，由于低电平期间＝1/1kHz×95％＝950μs(其中，95％是图3所示的脉冲导通宽度(低电平期间)的占空(Duty)比的最大值)，锁存警报信号的低电平的期间(＝锁存期间)通常为约10ms以上，因此在接收警报信号的低压侧能识别(例如，对表示温度信息输出的PWM信号的占空比为最大的95％时的低电平期间的识别)该低电平期间(＝警报输出期间)。
图6是表示图4所示的本发明的实施方式涉及的合成部的第一实施例的图。图6中，合成部30由进行温度信息和警报信号的逻辑与的与电路31构成。由于在正常动作(无警报输出)时警报信号被设定为高电平，因此表示温度信息的输出的PWM信号通过与电路31向输出侧输出。即，由于通过了与电路31的PWM信号施加在光电耦合器3(PC3)的发光二极管的阳极，因此能由低压侧的控制部(未图示)进行检测。
另一方面，由于在保护动作(有警报输出)时警报信号被设定为低电平，因此阻止表示输出温度信息的PWM信号通过与电路31，从而不向输出侧输出表示温度信息的输出的PWM信号。并且与电路31的输出侧仅在警报信号的低电平期间设定为低电平，该低电平的信号输入至光电耦合器3(PC3)的发光部。由此能由低压侧的控制部(未图示)检测到从合成部30输出了有警报作为温度信号和警报信号的合成输出。
若解决了在锁存期间引起警报的原因，则与电路31的输出侧仅在有警报的低电平期间输出低电平，之后警报信号再次被设定为高电平，因此表示温度信息的输出的PWM信号通过与电路31施加在光电耦合器3(PC3)的发光二极管的阳极。由此，能再次由低压侧的控制部(未图示)检测到表示温度信息的输出的PWM信号。
图7是表示图4所示的本发明的实施方式涉及的合成部的第二实施例的图。图7的左上中，合成部40插入到温度信息的输入输出路径中，对输入的温度信息和警报信号进行合成并输出，该合成部40由开关41构成，该开关41根据有无警报信号使温度信息的输入被切断或通过。若有警报输出，则开关41导通，对于这时的温度信息和警报信号的合成输出，在表示有警报输出的期间(锁存期间或使警报发生的原因持续的期间)，温度信息的输入输出路径被固定为低电平，因此不从合成部40的输出端输出温度信息输入端的PWM信号而输出基准电位(接地、即低电平)。另一方面，若没有警报输出，则开关41断开，温度信息的输入输出路径不与基准电位连接，因此从合成部40的输出端输出温度信息的PWM信号。
图7的右部所示(a)示出了在上文中无警报输出且开关41断开时，从合成部40输入该温度信息输入端的PWM信号持续地向光电耦合部3(PC3)的发光部输出的情况。另一方面，图7的右部所示(b)示出了有警报输出且开关41导通时，对于温度信息和警报信号的合成输出，在表示有警报输出的期间，温度信息的输入输出路径被固定为低电平，因此温度信息输入端的PWM信号不向输出侧(光电耦合器3(PC3)的发光部)输出的情况。
图7的左下所示的电路是表示上合成部40中开关的具体例1以及具体例2的图。开关的具体例1中，NPN晶体管411的集电极与合成部40的温度信息输入输出端连接，发射极与基准电位(接地)连接，基极与逆变器(逆变电路)412的输出侧连接，逆变器(逆变电路)412的输入侧与警报输入端连接。
若有警报输出(警报信号为低电平)且逆变器412的输入侧为低电平，则逆变器412的输出侧为高电平，该高电平信号施加在NPN晶体管411的基极，使得NPN晶体管411导通。由此，对于合成部40中温度信息和警报信号的合成输出，在表示有警报输出的期间，温度信息的输入输出路径被固定为低电平，因此温度信息输入端的PWM信号不传输至输出侧(光电耦合器3(PC3)的发光部)，而被固定为基准电位(接地)。
另一方面，若无警报输出(警报信号为高电平)且逆变器412的输入侧为高电平，则逆变器412的输出侧为低电平，该低电平信号施加在NPN晶体管411的基极，使得NPN晶体管411变为非导通。由此，对于合成部40中温度信息和警报信号的合成输出，由于温度信息的输入输出路径不与基准电位连接，因此与输入至温度信息输入端的PWM信号相等，PWM信号持续输出至输出侧(光电耦合器3(PC3)的发光部)。
开关的具体例2中，PNP晶体管413的发射极与合成部40的温度信息输入输出端连接，集电极与基准电位(接地)连接，基极与警报输入端连接。
若有警报输出(警报信号为低电位)且警报输入端为低电位，则PNP晶体管413导通。由此，对于合成部40中温度信息和警报信号的合成输出，在表示有警报输出的期间，温度信息的输入输出路径被固定为低电平，因此温度信息输入端的PWM信号不传输至输出侧(光电耦合器3(PC3)的发光部)，而被固定为基准电位(接地)。另一方面，若无警报输出(警报信号为高电位)且警报输入端为高电位，则PNP晶体管413为非导通。由此，对于合成部40中温度信息和警报信号的合成输出，由于温度信息的输入输出路径与基准电位不连接，因此与输入至温度信息输入端的PWM信号相等，PWM信号持续地输出至输出侧(光电耦合器3(PC3)的发光部)。
另外，对于本发明的实施方式涉及的功率半导体模块的驱动控制方式中温度信息和脉冲导通宽度(占空(Duty)比)的设定，由于与上述图3所示的功率半导体模块的驱动控制方式中温度信息和脉冲导通宽度(占空(Duty)比)的设定相同，故不再说明。
另外，对于将温度信息数字化的方法，能采用上述以外的频率调制或将温度信息代码化进行传输等的方法。无论是哪种，低电平的最长期间比警报信号的锁存期间短即可。
另外，虽然叙述了在有警报输出的保护动作时将合成输出波形固定于低电平，但通过进行与有警报输出时用于向输出侧传输温度信息输出的调制方式不同的频率调制等，也能在信号接收侧(低压侧)得到有警报输出的信息。只要是在低压侧能接收的调制方式即可，调制方式当然不仅限于频率调制。
由以上说明可知根据本发明，能将以往对于一相的IGBT需要三个的光电耦合器变为两个，因此减少了应用于具备六相的IPM的三相逆变器这样的大型系统时的光电耦合器的个数(六相的IPM中能减少六个)，从而能确保搭载空间以及成本方面的有利性。
另外根据本发明，能减少光电耦合器所需的用于输入输出间的信号传输的端子数量，因此能确保搭载空间以及成本方面的有利性。
另外，作为保护部的例子，对输出与短路有关的警报信号的短路保护部进行了说明，但不限于此。例如，也可具有过热保护部，若该过热保护部基于温度信息检测到半导体模块的过热，则在高压侧进行半导体模块的过热保护，并且输出与过热有关的警报信号，将该与过热有关的警报信号单独或与短路等其它原因的警报信号组合起来变为一个警报信号，来作为本发明涉及的警报信号。
另外，目前对使用光电耦合器作为绝缘元件实施的方式进行了说明，但不限于此，例如也可使用绝缘晶体管作为绝缘元件。
另外，作为合成部，也可采用利用警报信号选择温度信息和基准电位的任一个输出的多路复用器。
另外，将脉冲导通宽度作为脉冲为低电位的期间进行了说明，但也可为高电位的期间。
工业上的实用性
本发明将光电耦合器作为从高压侧向低压侧传输信号的绝缘元件的例子进行了说明，但也能通过使用其它信号传输的绝缘元件、例如隔离器IC等绝缘元件来实现。

Claims (10)

1.一种功率半导体模块的驱动控制方式，其特征在于，
是在高压侧设置驱动控制部和功率半导体模块且在低压侧具备对设置在所述高压侧的所述驱动控制部进行控制的控制部的功率半导体模块的驱动控制方式，所述驱动控制部包括：
栅极驱动部，该栅极驱动部对功率半导体器件的栅极施加规定电压，从而控制该功率半导体器件的导通和断开；
保护部，该保护部应对所述功率半导体器件的异常状态，并且在检测到异常状态后输出警报信号；
温度信息生成部，该温度信息生成部将设置于所述功率半导体模块的基板上的温度检测元件检测到的温度转换为数字信号，生成温度信息；以及
合成部，该合成部输入所述警报信号以及所述温度信息生成部生成的温度信息，对该输入的警报信号以及温度信息进行合成，正常动作时输出所述温度信息，保护动作时输出所述警报信号，
该合成部对从所述功率半导体模块取得的温度信息和警报信号进行合成，将其合成输出向设置于所述高压侧和所述低压侧之间的一个绝缘元件输出。
2.如权利要求1所述的功率半导体模块的驱动控制方式，其特征在于，
所述保护部具有短路保护部，该短路保护部在检测到所述功率半导体器件的过电流后切断所述栅极驱动部对所述功率半导体器件的导通断开控制，并且输出过电流警报信号，所述警报信号由所述过电流警报信号构成。
3.如权利要求1所述的功率半导体模块的驱动控制方式，其特征在于，
所述保护部具有过热保护部，该过热保护部进行所述功率半导体器件的半导体模块的过热保护，并且输出过热警报信号，所述警报信号由所述过热警报信号构成。
4.如权利要求1所述的功率半导体模块的驱动控制方式，其特征在于，
所述合成部由计算所述温度信息和所述警报信号的逻辑与的与电路构成。
5.如权利要求1所述的功率半导体模块的驱动控制方式，其特征在于，
所述合成部插入在所述温度信息的输入输出路径中，对输入的所述温度信息和所述警报信号进行合成并输出，所述合成部由根据所述警报信号使所述温度信息的输入切断或通过的开关构成。
6.如权利要求1所述的功率半导体模块的驱动控制方式，其特征在于，
所述合成部由根据所述警报信号使所述温度信息的输入切断或通过的开关构成，插入在所述温度信息的输入输出路径中，对输入的所述温度信息和所述警报信号进行合成并输出，
所述开关连接于温度信息输入输出端和基准电位之间，其导通和断开由所述警报信号控制。
7.如权利要求1所述的功率半导体模块的驱动控制方式，其特征在于，
所述合成部由根据所述警报信号使所述温度信息的输入切断或通过的开关构成，插入在所述温度信息的输入输出路径中，对输入的所述温度信息和所述警报信号进行合成并输出，
所述开关连接于温度信息输入输出端和基准电位之间，其导通和断开由所述警报信号控制，并且所述开关由NPN晶体管构成，该NPN晶体管的集电极连接在所述温度信息输入输出端，发射极连接在所述基准电位，基极连接在逆变电路的输出侧，该逆变电路的输入侧连接在所述警报信号输入端。
8.如权利要求1所述的功率半导体模块的驱动控制方式，其特征在于，
所述合成部由根据所述警报信号使所述温度信息的输入切断或通过的开关构成，插入在所述温度信息的输入输出路径中，对输入的所述温度信息和所述警报信号进行合成并输出，
所述开关连接于温度信息输入输出端和基准电位之间，其导通和断开由所述警报信号控制，并且
所述开关由PNP晶体管构成，该PNP晶体管的发射极连接在所述温度信息输入输出端，集电极连接在所述基准电位，基极连接在所述警报信号输入端。
9.如权利要求1至8中任一项所述的驱动控制方式，其特征在于，
所述绝缘元件是光电耦合器。
10.一种功率半导体模块的控制电路，
设置于高压侧，对设置于高压侧的功率半导体模块进行控制，其特征在于，该控制电路包括：
栅极驱动部，该栅极驱动部对功率半导体器件的栅极施加规定电压，从而控制该功率半导体器件的导通和断开；
短路保护部，该短路保护部在检测到所述功率半导体器件的过电流后切断所述栅极驱动部对所述功率半导体器件的导通和断开控制，并且输出警报信号；
温度信息生成部，该温度信息生成部将设置于所述功率半导体模块的基板上的温度检测元件检测到的温度转换为数字信号，生成温度信息；以及
合成部，该合成部输入所述警报信号以及所述温度信息生成部生成的温度信息，对该输入的警报信号以及温度信息进行合成，正常动作时输出所述温度信息，保护动作时输出所述警报信号，
该合成部对从所述功率半导体模块取得的温度信息和警报信号进行合成，将其合成输出向设置于所述高压侧和低压侧之间的一个绝缘元件输出。
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